[发明专利]一种针对双向切削刃刀具的刀轨生成方法

说明书

本发明涉及数控加工领域，旨在解决现有的碳纤维蒙皮等类型的零件加工质量效率低、成本高的问题，提供一种针对双向切削刃刀具的刀轨生成方法。该方法首先得到轮廓的驱动线和辅助驱动线，离散驱动线获得刀位驱动点；根据驱动点的法则平面和辅助驱动线得到刀轴矢量；然后依据刀具几何尺寸，计算出刀位点，从而获得双向切削刃刀具加工轮廓的刀具轨迹。本发明的有益效果是能够避免出现加工零件轮廓纤维分层、脱丝，产生毛刺等问题，提高轮廓面的加工质量；并且通过上述方法确定的刀轨生成方法能够高效地实现零件的低成本加工。

技术领域

本发明涉及数控加工领域，具体而言，涉及一种针对双向切削刃刀具的刀轨生成方法。

背景技术

随着航空装备技术的发展，航空装备中复合材料的用量大幅增加，尤其是碳纤维蒙皮类零件得到了广泛的应用，对航空装备性能的提升提高了至关重要的作用。

发明人研究中发现，如碳纤维蒙皮等类型的零件在生产加工过程中需要精确铣削轮廓，其轮廓在铣削过程中主要采用高速铣削的方式，由于材料特性，现有传统的菱形齿刀具的磨损严重，而且在铣削轮廓过程中极易引起零件轮廓纤维分层、脱丝，产生毛刺等问题，严重影响零件的加工质量和交付周期，此外双向切削刃刀具由于其结构与传统刀具有较大区别，编程难度较大，难以实现刀轨的精确控制。

双向切削刃刀具由于其编程难度目前未得到广泛的应用，为降低碳纤维轮廓铣削过程中发生分层、脱丝，产生毛刺等问题，目前通常的做法是：一方面采用比较保守的切削参数，但这会严重影响零件的加工效率；另一方面频繁的更换新刀具，这又会极大增加零件的制造成本，从而造成碳纤维蒙皮零件加工时效率低、成本高的现状。

发明内容

本发明旨在提供一种针对双向切削刃刀具的刀轨生成方法，以解决现有的碳纤维蒙皮等类型的零件加工质量效率低、成本高的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种针对双向切削刃刀具的刀轨生成方法，所述双向切削刃刀具具有轴向连接且切削刃旋向相反的刃二和刃一，所述导轨生成方法包括以下步骤：

步骤一：构建零件轮廓加工坐标系，并获取零件的轮廓特征信息和刀具几何信息；其中，零件的轮廓特征信息包括特征面和零件厚度；刀具几何信息包括刀具直径、刃二长度和刃一长度；

步骤二：零件的特征面的上下边线为轮廓边线，依据轮廓边线的长度确定长度较长的轮廓边线为驱动线，长度较短的轮廓边线为辅助驱动线；

步骤三：将驱动线两端以G1连续方式进行延伸，且延伸的长度大于刀具半径，以保证刀轨的起始位置位于轮廓外部；同时，将辅助驱动线同样以G1连续方式进行延伸，保证驱动线两端点构建的法则平面与辅助驱动线相交不为空；

步骤四：将驱动线离散化，得到轮廓加工的多个驱动点，并创建驱动线在每一个驱动点处的法则平面；

步骤五，各驱动点处的法则平面与辅助驱动线相交得到的点设为刀轴控制点，各驱动点到其对应的刀轴控制点的矢量为当前驱动点的刀轴矢量r(i_r,j_r,k_r)；其中，在当前加工坐标系下，如果驱动点Z向值Z_q小于刀轴控制点Z向值Z_k，则刀轴矢量为r(i_r,j_r,k_r)，反之刀轴矢量为-r(i_r,j_r,k_r)；

步骤六：计算双向切削刃刀具的实际刀位点，计算方法如下：