面向高速数控机床的刀位文件重构技术

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以高速、高精度为主要特征的高速切削技术近年来发展迅猛，已成为现代数控加工技术的主要发展方向之一。高速切削理论指出，当切削速度超过被切削材料临界切削温度时，切削温度下降，切削抗力减小，刀具使用寿命延长。因此，各国竞相展开这方面的研究，使得高速切削技术在实际工业生产中得到广泛应用，并产生巨大的经济效益。
* s7 s) k% R+ }' e% V6 ?　　高速切削技术的显著特征是高转速、高进给速度和高切削速度，因此在采用高速切削技术加工零件时，所涉及的工艺参数与常规的数控加工方法相比有所不同。常规数控加工的切削参数通常选择为低转速、大切深、缓进给、单行程;而高速切削参数通常选择为高主轴转速、中小切深、快速进给、多行程。因此，它们对机床主轴、切削刀具、计算机数控系统、伺服进给系统和数控程编方法有不同的要求。当采用高速切削技术加工零件时，要求刀具切削负荷稳定，并通过控制刀具轨迹、切削用量保证切削状态平稳;刀具运动平滑过渡，轨迹无尖角，不会引起刀具暂停，以免灼伤刀具;应采用螺旋或斜线下刀，避免刀具受冲击;要保证切削深度均匀，切削载荷比较稳定，减少刀具、机床所受的冲击。为满足上述要求，需要重新制订加工方案，选择加工参数，进行数控编程，得到符合高速切削要求的刀位文件。
# _3 e% a; T; G' z$ }& d, u　　许多国内外知名的CAD/CAM三维软件，如UG一Ⅱ已加入针对高速切削数控机床的编程功能，通过使用它所提供的模块，制造人员可轻松地得到符合高速切削要求的数控加工程序。然而，目前不少企业中尚存在大量已经编制好的“遗产”程序，这些程序仍然在飞机的制造生产中发挥着重要作用，如能将这些程序进行改造，使之不用重新构造CAD模型就可转换成适用于高速切削数控机床加工的程序，则可以节约编程人工，改进加工质量，提高生产效率。本课题正是针对这一现状，设计了针对高速加工特点的刀具轨迹优化算法，并通过在计算机上实现，将现有的刀位文件自动转换成适合高速切削的刀位文件，从而避免了程序的重新编制。