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曲面加工中的干涉问题
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
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