專利名稱：修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡生成方法
技術領域：
本發明涉及數控機床加工領域的刀具軌跡規劃方法。
背景技術：
:修邊刃口是沖壓模具成型零件的關鍵部分。為了能順暢落料，對刃口高度一般都有尺寸精度要求，過小則影響刃口強度，過大則落料不暢。對于沒有精度要求的刃口或水平直線刃口，通常由人工控制機床完成加工。但在刃口高度和尺寸精度要求較高或刃口形狀復雜時就必須借助數控加工來保證，最常見的做法是將模具倒置從反面加工，但這對大型模具來說是根本不能實現的。背銑刀又叫T型槽銑刀，可以在大型模具的正面完成修邊刃口避空的加工，但現有的CAM軟件還沒有專門針對修邊刃口避空的背銑刀加工策略。雖然其它加工策略可以輔助用于計算，但整個過程操作繁瑣、費時費力，更重要的是刃口高度的尺寸精度無法保證，不能滿足生產要求。修邊刃口避空的深度一般是I 2mm，由刀具在水平方向的位置(即X、Y坐標)來保證；刃口高度即上刃口線和下刃口線的法向距離，因模具而異一般為5 15mm。上刃口線的三維形狀由產品模型決定，因此刃口高度的尺寸精度由下刃口線來保證，而下刃口線由背銑刀的上切削刃在空間包羅而形成。現有的CAM軟件主要是針對球頭刀和端銑刀等刀具的底刃或側刃進行刀具軌跡計算，而沒有針對背銑刀臺階部分切削刃的計算方法。
發明內容
本發明提出了一種修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡生成方法。背銑刀可以不用翻轉模具而直接從正面加工出刃口避空，用背銑刀的上切削刃去包羅下刃口線，從而得到修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡。本發明是通過下述技術方案實現的。一種修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡生成方法，包括以下步驟:步驟1，以三維修邊線、背銑刀、刃口高度、刃口間隙、刃口避空深度等為輸入參數；步驟2，將三維修邊線投影到X-Y平面得到二維修邊線；步驟3，將二維修邊線沿材料側法矢偏置一個距離d得到背銑刀刀具軌跡的二維曲線；步驟4，對三維修邊線沿-Z方向偏置一個刃口高度H求出三維的下刃口曲線；步驟5，以一定步距求出三維下刃口曲線和二維刀具軌跡曲線對應的包羅點Z值高度，即可得到完整的修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡。該方法運算簡單，很好的保證了刃口高度的一致性，尤其是針對形狀復雜且Z向起伏變化比較大的大型沖壓模具刃口輪廓。實現了刃口避空從正面的三維自動數控加工，提高了加工效率并降低了操作人員的勞動強度。
附圖為本發明生成修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡的示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方案和具體的操作過程。如附圖所示，為本發明生成修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡的示意圖，在修邊刀I上的修邊刃口由上刃口線2和下刃口線3組成，下刃口線之下則是刃口避空8，背銑刀為5，6為二維修邊線，7是二維刀具軌跡線，4是最終生成的修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡。本實施例提供了一種修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡生成方法，包括以下步驟:步驟1，以三維修邊線、背銑刀、刃口高度、刃口間隙、刃口避空深度等為輸入參數:已知三維刃口的曲線參數 P (t) = (x(t), y (t), z (t))T, t e [a, b]；步驟2，將三維修邊線投影到X-Y平面得到二維修邊線:三維刃口線在X-Y平面內投影的二維刃口曲線參數為:？(i) =；步驟3，將二維修邊線沿材料側法矢偏置一個距離d得到背銑刀刀具軌跡的二維曲線:對二維刃口線偏置前必須知道曲線參數在X-Y平面內法向矢量對二維刃口線戶(O求一階導數得到切向矢量歹'(O = (X '(t), y W，則法矢和切矢滿足如下關系:P'(tf-n(t) = Oo求解方程即可得到法向矢量化)=c!，其中常數c取決于加工時的材料側；將二維刃口線沿材料側法矢偏置一個距離d (刀具半徑減去空檔深度)，即可得到刀具軌跡的二維曲線參數
權利要求
1.種修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡生成方法，其特征在于依照下列步驟進行:(I)以三維修邊線、背銑刀、刃口高度、刃口間隙、刃口避空深度等為輸入參數；(2)將三維修邊線投影到X-Y平面得到二維修邊線；(3)將二維修邊線沿材料側法矢偏置一個距離d得到背銑刀刀具軌跡的二維曲線；(4)對三維修邊線沿-Z方向偏置一個刃口高度H求出三維的下刃口曲線；(5)以一定步距求出三維下刃口曲線和二維刀具軌跡曲線對應的包羅點Z值高度，即可得到完整的修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡。
全文摘要
本發明公開一種針對沖壓模具修沖刃口背銑刀數控加工的刀具軌跡插補方法，包括步驟1，以三維修邊線、背銑刀、刃口高度、刃口間隙、刃口避空深度等為輸入參數；步驟2，將三維修邊線投影到X-Y平面得到二維修邊線；步驟3，將二維修邊線沿材料側法矢偏置一個距離d得到背銑刀刀具軌跡的二維曲線；步驟4，對三維修邊線沿-Z方向偏置一個刃口高度H求出三維的下刃口曲線；步驟5，以一定步距求出三維下刃口曲線和二維刀具軌跡曲線對應的包羅點Z值高度，即可得到完整的修邊刃口避空的背銑刀三維數控加工刀具軌跡。該方法運算簡單，很好的保證了刃口高度的一致性，實現了刃口避空從正面的三維自動數控加工，尤其是針對形狀復雜且Z向起伏變化比較大的大型沖壓模具刃口輪廓。有效提高了加工效率并降低了操作人員的勞動強度，具有極其廣闊的市場前景。
文檔編號G05B19/19GK103092133SQ20131002133
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者蔡玉俊, 苗德華, 閻兵 申請人:天津職業技術師范大學