数控车削加工刀具干涉处理的算法研究

在数控自动编程系统中，刀具轨迹的自动生成中存在刀具角度的干涉处理问题。本文针对
数控车削加工中的刀具角度干涉，提出了刀具角度干涉处理的算法，经实际应用检验，

 

效果良好。 1 

 

刀具干涉处理前的零件图预处理

按数控车削加工的零件特征，可将零件分为：外(内)表面、倒角、退刀槽及螺纹。由于车削
加工的特点，在刀具干涉处理中将退刀槽及螺纹先用外表面代替，从而对零件加工时的

 

刀具干涉处理，只需考虑表面加工时的刀具干涉。 2 

 

刀具干涉处理算法

通过对零件图进行干涉前预处理，此时被加工的零件轮廓由直线和圆弧组成，因此数控

 

车削加工时刀具干涉处理仅仅是对直线和圆弧加工时的干涉处理。
  
为减少多次安装带来的安装误差，数控加工中一般采用一次装夹。对那些需要调头加工的
部位则采取右偏刀反向走刀切削，对反向走刀切削的刀具干涉处理算法与正向切削时类
似。此外对内表面加工时刀具干涉处理的算法与外表面切削时也相类似。因此本文拟就对

 

正向切削外表面时的刀具干涉处理的算法加以讨论。

图 1

 
图 2
 

如图 1,零件轮廓如为直线则用有向线段表示，如为过象限圆弧，则将其分解。刀具为左偏
刀，刀具副切削刃与 z 坐标轴的夹角为 α,β 为零件轮廓直线与 z 坐标轴的夹角，如图 2  

。

1.

 

切削直线时的刀具干涉处理算法

如图 2,当 β≤α

 

时，刀具切削加工时无干涉。

当 β>α 时，如图 2 中线段 C，该刀具加工到此处时将留下图中阴影的残留部分。为切出残
留部分，可通过改变刀具角度，或者通过反向走刀切削切除。为减少更换刀具次数和统一
刀具干涉处理的算法，本算法采用反向走刀的方法切除其残留部分。如图 2 中，将其线段
C 转化为角度为 α 的直线 C'，对残留部分在下一工步采用右偏刀切削，切削的起刀点定
位在图中 Q 点，刀具的轨迹为 QDC，C 为终点。经过正反向切削即可加工出零件图的轮

 

廓形状。