NC 加工刀具轨迹设计中的几个优化问题

对于一个复杂程度高、精度要求高、需要用数控机床来加工的零件，如何从 CAD 产生
的设计图，通过 CAM 变成实际的实物产品，是 CAD/CAM 的技术目标。其中一个重
要的技术环节是如何根据 CAD 设计图和具体加工刀具的有关参数，设计出 NC 刀具
的运动轨迹。刀具运动轨迹设计质量的好坏，将直接影响零件的加工质量及加工成本。
这里研究并解决了刀轨设计中的几个优化问题，并在自已开发设计的 CAD/CAM 系统
的 NC

 

刀具运动轨迹设计中得到很好地应用。 1 NC 刀具运动轨迹设计中的误差源

在计算机自动编制数控程序前，必须根据零件的轮廓，产生相应的刀具运动轨迹。刀
具的尺寸不一样，设计产生的刀具运动轨迹也不一样。因此误差将产生于刀具的尺寸

 

和刀具运动轨迹的设计算法两个方面。

 

刀具尺寸的影响
主要是以刀具公称尺寸作为刀具运动轨迹的设计参数而引起的。在进行刀具运动轨迹
设计的计算时，刀具的尺寸应该是刀具的实际尺寸，这样就可以避免由于刀具尺寸
有误而引起的误差。

 

刀具运动轨迹设计算法的影响

 

主要是由算法设计者考虑不周而引起的：
刀具沿零件轮廓的法向切入时，由于机床运动惯性引起的刀痕误差。
在加工零件的轮廓包围面时，为使加工能连续进行，同时避免在轮廓加工起点上出
现交点的重合，引起计算机在数控编程时无法判定下一步的走向，往往采取分离加
工轮廓的起点和终点的方法。但是，当简单的采用打断轮廓面曲线的方式，就会产生
轮廓加工误差。
对于零件轮廓锐角外拐角尖角处的加工，为了使尖角能够很好的保留，若严格按照
轮廓的尖角来设计，所产生的刀具轨迹会使加工消耗大量的时间做无意义的运动，
而且还很有可能产生对零件其他部分的干涉，造成加工零件的报废。
当采用复合轨迹加工时，如何设计出较优化的刀轨，即保证加工质量，又使加工路
径最短，是值得研究的问题。