基于UG平面型腔小曲率半径圆弧数控加工的优化方法与流程

本发明属于机械制造及其自动化领域，具体涉及一种基于UG平面型腔小曲率半径圆弧数控加工的优化方法。

背景技术：

数控机床的广泛应用，大幅度地缩短了产品的制造周期，提高了产品的加工质量和生产率。而在产品的整个生产过程中，切削加工时间占整个制造周期60%以上，为了减少或者避免保守参数造成的不必要的浪费，针对数控切削加工过程的参数优化的研究就显得十分必要。UG软件是当今世界最先进的高端CAD/CAM/CAE软件，是一个研究数控编程及加工自动化的良好平台。虽然UG CAM有着强大的功能，但它的加工参数的设置是一个复杂的过程，包括加工方法的选择、刀具的选用、加工路线的设定、加工参数的设置、刀轨的生成、加工方法的验证以及NC代码的输出等。近些年来，寻求较为合理的切削用量和有关参数，以及切削参数的最优组合,已成为是数控切削加工的一个重要方向。

在数控切削加工中，平面型腔铣削所占的比重很大，而在平面型腔铣削中，常会遇到这种情况：侧面形状中有曲率半径小于刀具的圆弧。对于这种情况，为了避免误切，UG软件通常会采用较保守参数，导致减少粗加工量，余留较大余量进行精加工，如图5所示。总所周知，加工相同的余量，用小刀具加工时间远远大于用大刀具加工的时间。精加工时，由于刀具较小，所以粗加工后残留余量大，就会大大地增加了精加工总时间，从而增加了零件的总加工时间，降低生产率。

所以，如果能完成平面型腔数控加工程序的优化设计的开发，将会达到缩短产品制造加工时间，从而降低生产成本，这将对制造类企业取得显著经济效益起着十分重要的作用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于UG平面型腔小曲率半径圆弧数控加工的优化方法，它可以为精加工留下更小的残余量，大大地减少了精加工时间，可以缩短产品制造加工时间，从而降低生产成本。

本发明提供的基于UG平面型腔小曲率半径圆弧数控加工的优化方法，该方法包括：

（1）找出工件轮廓中r＜R的圆弧起点与圆弧终点，其中，R为刀具半径，r为加工轮廓半径；

（2）分别以圆弧起点、圆弧终点为圆心，以R为半径做圆弧；

（3）把工件轮廓其余曲线以刀具的半径R进行移位补偿；

（4）两圆弧与移位补偿曲线相交所得到的曲线即是优化后的刀具中心轨迹。

本发明能够让粗加工时能尽可能多地铣削，为下次的小刀具的精加工留下更小的残余量，大大地减少了精加工时间，从而减少加工的总时间，可以缩短产品制造加工时间，从而降低生产成本，对制造类企业取得显著经济效益起着十分重要的作用。

附图说明

图1 为本发明的找出r＜R圆弧的起点与终点的示意图。

图2为本发明的以起点、终点为圆心，以R为半径做圆弧的示意图。

图3为本发明的曲线进行刀具半径移位补偿的示意图。

图4为本发明的优化后的粗加工残留余量的示意图。

图5优化前的粗加工残留余量的示意图。

图6为本发明的 r＜R的圆弧优化算法流程图的示意图。

具体实施方式

参照图1至图4和图6，本发明提供的基于UG平面型腔小曲率半径圆弧数控加工的优化方法，该方法包括：

（1）找出工件A轮廓中r＜R的圆弧起点B1与圆弧终点B2，其中，R为刀具半径，r为加工轮廓半径；

（2）分别以圆弧起点B1、圆弧终点B2为圆心，以R为半径做圆弧C1、C2；

（3）把工件A轮廓其余曲线以刀具的半径R进行移位补偿；

（4）两圆弧C1、C2与移位补偿曲线D相交所得到的曲线即是优化后的刀具中心轨迹E1。

然后，检查加工刀具运动轨迹是否查找完毕，若没有查找完毕，则返回第一步，重复上述步骤至查找完毕，结束优化。

由图4和图5可见，优化前的刀具中心轨迹E2为一直线，优化前的粗加工残留余量F2比优化后的粗加工残留余量F1要大得多。