曲面加工中的干涉问题.pdf

曲面数控加工的刀具干涉问题 Interference Issues with Surface NC Machining 授课人：王清辉 华南理工大学 机械与汽车工程学院 Email: wqh@scut.edu.cn 曲面加工干涉问题 数控加工中的干涉 （Interference ）可分为以下两种基本类型： [1]刀具的切削刃与工件表面的干涉，即局部刀具过切干涉(Gouge)。 [2]刀具的非切削刃与工件表面的干涉，如刀杆、夹具、工件间的碰 撞(Collision)，又叫全局刀具干涉。 过切干涉 全局干涉 五坐标加工碰撞干涉 刀具干涉现象分析- 啃切干涉 啃切干涉现象一般发生于内凹区域（曲率半径较小）、曲率骤 变区域，切线不连续和表面存在间隙的情况下,是指在加工曲面时 刀刃切入了不该切除的部分，又称过切干涉。 非球刀面加工内凹 区域 曲率骤变 曲率不连续造成的过切 刀具干涉现象分析- 碰撞干涉 碰撞干涉是指刀杆、动力头与加工曲面及其邻近的约束表面， 如机床、夹具及其他辅件等之间的相互碰撞;狭义地.碰撞干涉仅指 刀杆与加工曲面之间的相互碰撞。 余量干涉 检测 刀杆干涉 检测 夹头干涉 检测 全局干涉 五坐标加工碰撞干涉 刀具干涉现象分析-运动干涉 运动干涉是指加工凸曲面时由于刀具作直线插补运动引 起的干涉。当刀具在凸曲面上两相邻刀位点之间作直线插补 运动时，刀具会因直线运动误差过大而过切加工曲面，又称 “凸干涉”。这种干涉一般发生于凸曲面高曲率骤变和凸曲 面不连续的情况下。 刀具插补运动 引起的干涉 直线插补造成的过切 曲面无干涉加工的方法  球形刀加工无干涉的刀位点的充要条件 — 球形刀的刀具半径小于曲 面凹处的最小曲率半径；  在对曲面进行加工之前，需要分析待加工曲面的最小内凹曲率半径， 作为刀具半径选择的参考；  当曲面存在很小的内凹曲率半径或内凹尖角时，不能因为害怕干涉， 而选择很小的刀具，这样加工效率很低；  合理的方法：首先选择较大的刀具进行加工，并进行干涉检查与刀位 修正（欠切），然后对欠切处采用小刀进行补加工。 过切与欠切 欠切与小刀补加工 曲面无干涉加工的方法  合理的方法：首先选择较大的刀具进行加工，并进行干涉检查与刀位 修正（欠切），然后对欠切处采用小刀进行补加工。 过切 欠切 过切干涉检查与处理的方法 局部刀具过切干涉常出现在刀具半径大于凹面的曲率半径和 复合面交接处的加工中。当发现过切时，需调整刀位数据或选 用合适的刀具半径。  离散法 （商品化软件采用的方法）  桶式策略  投影法—曲面递归分割  矢量求交