复杂零件造型与刀具路径规划同步处理方案及应用

广东省工商高级技工学校 （乐昌 512200） 张洋扬

CAD/CAM集成数控编程系统进行零件数控加工的一般过程是：分析加工零件、待加工表面→确定加工方法、编程原点、编程坐标系→对待加工零件进行几何造型→确定加工工艺、选择合适的刀具→刀具轨迹生成及编辑→刀具轨迹验证、程序后置处理→机床通信、加工。

在对加工零件进行几何造型时根据零件造型所达到目的的不同，主要可分为设计造型与加工造型。设计造型的目的是构建设计者需要的几何形状，凡属零件上的几何要素都要通过造型表达出来。零件的加工造型则是以加工零件的一个或若干个轮廓、表面为目的的运用CAD软件的各种造型方法构建零件加工所需要的几何模型。加工造型设计时一般不需要完整构建出零件的整个轮廓，只表达与加工有关的几何要素；加工造型构建的几何模型也不一定与零件的几何形状和尺寸完全一致，它为当前将要进行的加工工序服务，有时需要为一些特定加工方法构建曲线和曲面。

零件造型与刀具路径规划同步处理方案是集计算机辅助设计、制造与数控机床加工为一体的统筹动作策略，使软件加工造型与刀具加工轨迹创建及零件加工过程形成一致。这种处理方案避免了零件在造型设计、加工时出现的断裂面、破坏面等一些不规则曲面，基于零件造型特征的上级未破坏原始曲面直接进行加工，最大程度的减少了零件在加工时过多抬刀的问题，将更加方便、快速、完整的生成零件加工刀具路径，其中过渡曲面的加工轨迹与软件造型工艺次序相一致，从而更加有效地控制、提高了零件加工的表面质量。

1.实例设计应用

下面采用国产的CAD/CAM集成数控编程软件CAXA制造工程师2011以相机模型（见附图）的设计与加工例，采用图表形式来表述零件加工造型与刀具路径规划同步处理方案的应用、实施过程（见附表）。

相机模型图

2.分析说明

零件造型与刀具路径规划同步处理，打破了造型、加工的传统解决方案，直接在零件造型特征上级未破坏的原始模型上创建刀具加工轨迹，具有加工过程顺畅，易实现高速、高精、高质量加工，加工轨迹可视化程度强、方便检查、不易出错等优点，同时也对CAD/CAM软件综合应用、处理方面提出了新的、更高的要求，是数控造型、编程、加工发展的新趋势。

相机模型的造型与加工同步处理方案应用示例

（续）