基于萨克斯哨片的不规则曲面加工研究

    不规则曲面件是工程技术界广泛应用的一大类零件，顾名思义，其最典型的特点是形状不规则，故设计制造均比较麻烦。萨克斯哨片是单簧管萨克斯的发声件，属于不规则曲面件，其材料是木质（芦竹）。传统的加工方法是用普通机械加工或手工加工，加工精度及速度均受到一定的限制。多年来，我国主要从国外进口萨克斯哨片以满足使用者的要求，也有一些萨克斯使用者自己手工制作哨片。随着我国人民生活水平的提高，萨克斯哨片的需求量也越来越大，数控加工技术越来越成熟．故对萨克斯哨片的自动设计和加工原理及方法进行研究，具有相当的必要性和切实的可行性。本文介绍使用CATIA软件，以萨克斯哨片为例，建立哨片三维实体模型，并进行加工过程的仿真，经过后置处理生成数控代码的原理及方法。

1 不规则曲面加工方法研究

    1.1 靠模仿形加工

    靠模仿形加工是以预先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定的压力，并沿靠模表面移动，通过仿形结构使刀具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模型面相同的反向型面。只要在普通的机床上装上仿形机构．根据已经制作好的模型就可以进行仿形加工。这种方法适合加工复杂的零件表面，然而这种加工方法必须要有模型才能加工，只能一比一的复制，不能为同类产品的设计提供数字信息。

    1.2 逆向工程加工

    逆向工程(Reverse Engineering，RE)技术是针对现有物体，特别是具有不规则曲面的物体，利用三维数字化测量仪器测量出轮廓坐标值，构建曲面，经过对曲面的过渡、缝合等操作建立模型，然后将模型转至一般的CAD/CAM系统进行仿真，再由加工中心进行加工制造，或采用快速成型技术制造样品模型或零件。采用这种方法，设计人员除了可以复制同类产品之外，也可获得产品特征信息，并根据需求进行一定的改进和设计。故而在文物复原、创新设计中应用较多。类似萨克斯哨片这样的产品，同一种大小的哨片有不同的规格，适合不同基调，就适合用这种方法进行设计加工。

    1.3 数控仿形加工

    数控仿形加工是介于逆向工程和靠模仿形加工之间。对于实物模型数字化测量得到的空间散乱数据拓扑结构不统一、CAD模型重建难以实现、后续的曲面裁剪、曲面变换等计算困难的情况，势必影响最后的数控加工和加工精度。因此，直接将散乱扫描数据点生成数控加工代码进行加工，这种基于测点数据的直接数控仿形加工方法，具有操作简单、计算稳定、加工效率高等优点。但同时也存在仿形加工的缺点，虽然数控仿形可获得模型的特征信息，但仍然只能一比一完全复制，而无法应用CAD/CAM技术进行设计和改善。