交互式轴类零件数控加工区域的设计和加工方式的确定

　　0　前言

　　UG等软件的CAM模块具有强大的加工功能,其车削加工模块可以完成粗车、精车、车端面、车螺纹和钻孔等工艺过程[1],但其人机交互多、操作复杂、对工程人员要求高。针对这种情况,作者设计了一种轴类零件数控加工区域的构造方法,不同于UG设置切削区域时采用修剪平面和修剪点的方法。通过构造辅助曲线的方式来设置切削区域,这种方式不限制辅助曲线的数量,可使用户设计出更加复杂切削区域的形状。同时根据实际应用需要提出基于零件特征方式构造设置切削区域,增加了设计的灵活性。设计好切削区域后,用户只需对加工刀具、切削用量以及模块化的加工路线的进行简单的选择,输入较少的参数即可完成零件加工方式的确定。

　　1　区域构造曲线

　　加工区域都是由若干条简单曲线构成的封闭区域。根据轴类零件加工的实际需要,程序中设计了两种简单区域构造曲线,辅助用户完成区域的设计[2]。

　　(1)直线

　　直线构造参数为两个端点坐标,根据两端点坐标的关系分为3种类型:水平直线;竖直直线;斜线。

　　(2)圆弧

　　圆弧构造参数分为两种方式:两端点与第三点坐标;两端点与半径(直径)或圆弧旋向。无论直线还是圆弧主要的构造参数都是点的坐标。添加曲线时,用户首先选择曲线类型,然后输入点的坐标。程序中使用直接输入坐标值和鼠标点选的方式供用户输入点的坐标。辅助曲线用于设计加工区域,因此应该遵循如下基本原则:

　　(1)辅助曲线不能超出毛坯范围也不能与零件区域有交集;

　　(2)曲线之间不能有重合段;

　　(3)单条辅助曲线不能自交;

　　(4)曲线的任一端点必须被(包括自身的)至少两条曲线包括。

　　2　设计加工区域

　　2·1　构造加工区域

　　2·1·1　区域的构造方式

　　根据实际应用需要,设计了两种构造加工区域的方式:

　　一种采用基于零件特征的方式。轴类零件都是由一个或者多个基本零件特征组成的,在零件图形中,零件特征按顺序编号。用户可以选择一个或者几个零件特征连在一起加工,系统根据毛坯与零件区域范围自动计算加工区域。如图1所示,用户选择基于零件特征方式后,选择零件特征1、2,自动添加曲线1形成加工区域Ⅰ;选择零件特征3自动添加曲线2形成加工区域Ⅱ;选择零件特征3形成加工区域Ⅲ。

　　另一种由用户添加辅助曲线形成加工区域。在基于特征设计不能满足用户的加工要求时,可以添加辅助曲线,如图2所示。添加辅助曲线后,形成加工区域Ⅰ、Ⅱ。