复杂曲面的数控加工技术探讨

撰文/曾艳平

■528400 中山市技师学院 广东 中山



复杂曲面的数控加工技术探讨

撰文/曾艳平

■528400 中山市技师学院 广东 中山

复杂曲面的数控加工技术是我国一直需要进行充分利用的重要部分，其对实现曲面加工，解决复杂零件问题以及促进高速数控加工的完善具有的作用。本文分析复杂曲面的数控加工技术存在的问题，并且找出针对性的经济方法，同时了解复杂曲面的数控加工技术的发展趋势，可以有效提高复杂曲面数控加工技术的实用性，这可以为人们探究复杂曲面的数控加工技术提供有效的借鉴。复杂曲面；数控加工；数控编程；高速切削

我国的复杂曲面的数控加工技术出现的时间较晚，但是在应用于复杂曲面进行切削的时候，加工速度快、操作效率高以及切削质量好等特点。随着复杂曲面的数控加工技术的发展，我国在进行复杂曲面加工方面取得较大的突破。

1复杂曲面的数控加工技术分析

依据目前的技术，足以完成三坐标加工，其具有较高的工作效率。但是由于进行曲面加工需要严格控制刀具的路径和数据的选择，因此进行探究的曲面加工的时候，需要着重分析这两方面，同时在进行三轴加工的时候，需要对加工的特点和刀具的使用方法进行注意[1]。

1.1复杂曲面的数控加工的几何模型

1.1.1曲面造型技术

由于曲面造型技术的作用在于解决多边形的复杂零件进行切割的问题以及决定在切割的过程中所运用的工具。现在应对曲线曲面以已经具有完善的解决方法，可以有效提高进行曲面加工的效率。

1.2刀具的使用方法

1.2.1具体参数的选择方法

由于数控加工的效果与刀具的选择和数值的择取具有密切的关系，尤其是在刀具的使用速度、切削的方法、走刀的效果等方面。为了使这些因素更加完善，需要对刀具的切削的速度、受力情况以及机床的运行情况进行注意。

1.2.2数控加工刀具轨迹生成方法

（1）平面及轮廓加工

在日常工作进行加工凹槽的方法有环切法与行切法。在一般情况下，环切法的所需要建立的路线要比行切法要短。而且因为在应用行切法的时候，刀具所要经过的路线相对较为简单，因此在操作过程中经常需要进行运用。

（2）曲面加工的刀具路径生成

在对多面、情况复杂的曲面进行对粗加工的时候，首先需要了解复杂零件是否属于可以进行2.5维加工的范围，可以及时使用层切法。主要表现为：通过模拟未开发零件和复杂零件进行相交，可以获得对应的二维切削层。

1.2.3五轴数控加工

由于在应用五坐标对复杂曲面进行加工的时候，刀具的运用方法和所需要的数据是不断改变，使得复杂曲面和刀具出现无法吻合的情况。

1.2.4面向高速切削的数控编程

由于高速数控加工是我国目前出现较晚的技艺，其可以以往的加工方法进行对比，具有加工速度快、操作效率高以及切削质量好等特点。而且数控加工的操作过程中需要具有完善执行过程以及准确的的数控指令，所以进行高速切削的时候，自动系统进行操作时间可以精确到1毫秒左右，其进行响应操作的速度要比传统的方法要快，对传统技术来说具有明显的优越性。

2复杂曲面数控加工发展的方向

要想提高刀具的切削速度、提高机器的操作性能以及提高加工过程的效率，需要根据市场的发展而进行变化，使数控加工可以满足市场的要求，往先进性、实用性、可靠性以及便利性等方面进行发展，最终使曲面加工的效率得以提升。

2.1数控编程与CNC的集成的内容

由于多边形、表面复杂的零件在进行加工的时候具有一定难度，因此需要对具体的操作过程设立几何模型，可以有效管理和控制进行曲面加工的过程，包含操作方法、加工细节、数控方法以及机床运作等。

2.2 NURBS加工技术的主要内容

因为以往的加工方法是使用微小直线进行操作的方法，而CNC系统的运行中增加NURBS技术的作用，不仅可以有效提高切削的速度，也可以满足精确加工要求，使复杂数控加工的效率有所提高。

3复杂曲面加工技术存在的问题

随着复杂曲面加工技术的不断发展，其已经在机械操作中占有重要的地位，推动着我国机械制造领域的发展。虽然现在在许多方面已经取得了较好的成绩，但是与发达国家机械相比，具体情况如下：

(1) 我国许多先进的多轴数控机床多来自于外国，自身进行生产的能力有限。但是在进行切削复杂曲面的时候需要依靠操作水平高和质量优良的数控机器来完成。

(2) 虽然我国一直对在对复杂曲面进行加工的过程中仍然存在数控加工软件不完善的问题深入探究，在对复杂曲面进行切削和建模的过程得到较大的突破。但是在实际操作中还是无法适应高强度复杂曲面切削的任务。

4结束语

为了完善复杂曲面的加工过程，需要对刀具的轨迹处理、零件参数的选择以及切削技术的应用等方面加以重视。同时由于我国的复杂曲面的加工还存在多轴数控机床工作能力不强、数控加工软件不完善以及所具备的机器和检测方法落后等问题，因此可以从高速切削技术、有效的机械编程以及完整的加工模型等方面出发，使我国可以开放出自动化和智能化的CAM系统，使复杂曲面的加工过程更加完善，并且也使复杂曲面的加工的工作效率和加工质量更高。

参考文献：

[1]李桂东，周来水，安鲁陵，谭昌柏.复杂曲面零件可加工性分析的多属性评价算法研究[J].中国机械工程.2013(03)：45-46.

[2]侯红玲，赵永强，白海清.复杂曲面的数控加工试验研究[J].机床与液压.2014(08)：78-79.

[3]乐英，韩庆瑶，贾军.复杂曲面数控加工刀具轨迹的生成技术[J].机床与液压.2015(06)：120-122.

作者简介：曾艳平，男，湖南嘉禾机械讲师（中级）数控教师，机械数控加工。