三轴倒扣加工方法

三轴倒扣加工方法

三轴机床通过常规方式无法进行负角加工，但是通过一些成型刀具，如：糖果刀、槽铣 刀、燕尾刀等刀具能够对图形比较简单（曲线、曲面重建时不易变形）的负角进行加工， 如 果图形太复杂，就必须通过五轴机床来加工。

1．刀具的使用： JDSoft SurfMill7.0 版本增加了对成型刀具的支持，但目前只有多轴路径(曲面投影和五 轴曲线）支持成型刀具计算路径；在一些简单的倒扣路径计算时，可用类似的刀具替代。

2．负角路径生成方法 生成负角加工路径的原理主要是通过等距曲面边界线或原始曲面 （等距一个刀具直径） ， 然后利用等距曲面或等距曲线生成的路径， 就相当于做了一个划槽路径， 该路径恰好能够每时每刻都与两侧壁接触，因此该路径即可以说是加工等距曲线或等距曲面的路径。

生成路径的同时要注意进退刀路径的设置，避免进退刀时，刀具与工件发生碰撞，造成不必要的损失。下面以图（2）为例说明几种路径生成方法的步骤。

采用曲线加工时对于加工曲面又两种情况：

1）加工曲面的负角上下一致，加工起来比较简单。

操作如下：

① 提取加工曲面边界线（直接生成组合曲线，注意提取曲线时的精度，此过程中尽量 保证不出现偏差，在后面的方法中就不在说明） ，将提取的边界线转化为单根样条曲线。 精度设置

② 等距样条曲线，等距距离为一个刀具直径（本例中使用φ6 平底刀）

③ 利用等距所得曲线，使用轮廓切割功能的曲线切割模式，半径补偿方向为等距的反 方向，侧面角度为曲面的拔模角度，注意进退刀方式，避免进退刀发生碰撞，导致加工报废 （本路径中使用了圆弧内切方式） ，然后生成负角加工路径。

2）加工曲面的负角是逐渐变化的，此种情况比较复杂，处理起来比较麻烦。

操作如下：

① 手工绘制曲线，由于该曲线就是刀具实际加工所要走过的路径或原型。所以在绘制 曲线时，需要对加工有一个清晰地认识，例如：如何进退刀，每层的吃刀量，层与层之间如 何连刀等。

② 等距加工曲面，等距距离为一个刀具直径。

③ 将所手工绘制的曲线，沿指定方向吸附或投影到等距曲面上。

④ 利用等距曲面上的曲线生成路径，方法是使用轮廓切割功能的曲线切割模式。

优缺点： 第一种情况比较简单，加工起来比较容易把握，生成路径比较快；第二种情况较复杂， 在绘制曲线时， 不易把握， 对编程人员要求高， 必须熟悉加工。

2.2 将加工的曲面等距一个刀具的直径后，在外倾斜的面上做等高路径完成负角加工。

操作如下：

1） 如果图形简单（方法一中的第一种情况） ，建议直接利用等距所得样条曲线重建等 距曲面，注意拔模角度保持一致。

2） 利用等距曲面生成等高精加工路径。 优缺点：直接对负角曲面等距时，等距方向是沿曲面法向进行等距，等距曲面与实际需 求有偏差，需要多次调整，此时就不能保证加工的安全性。

2.3 利用曲面流线功能，直接在原曲面或重新创建的新曲面上进行加工。

为了方便负角加工， 对曲面流线的进退刀路径进行了改善， 有效避免进退刀路径与工件 发生碰撞。

曲面流线加工注意事项：

a)负角加工路径是通过替代刀具产生的，路径本身对当前刀具来说就是过切加工， 因此在曲面流线加工方法中不能选中【干涉检查】选项。

b)路径切削方向，和起点由曲面的流线有关，用户可根据实际需求进行调整。

c)曲面偏移方向，和曲面的法向有关，如果曲面法向指向加工的一侧，偏移方向就 是正法矢，反之偏移方向就是负法矢。

d)曲面流线加工对所选曲面的流线要求一致性要高，如果不一致，就会造成路径质 量很差，不适合加工，本例中使用原曲面生成的路径如下图所示。遇到上述情况 请重建原曲面，保证流线方向的一致性。

e) 另外就是曲面流线功能对于封闭图形的负角也能生成很好的加工路径，

曲面投影加工是根据导动面的 U/V 流线方向生成初始投影路径，根据设置的刀轴方式 生成刀轴，然后按照一定得投影方式，将路径投影到加工面上的一种加工方式。

在本例中由于使用三轴机床进行负角加工，所以刀轴方向必须为竖直

另外就是初始路径按照哪种投影方向进行投影的问题， 曲面投影加工投影方向主要为刀 轴方向和曲面法向，在本例中如果按照刀轴方向投影，初始路径将无法投影到加工面上， 因 此必须选择为曲面法向，确保能够生成路径。

方法对比：

几种加工方法都有各自优缺点，都有一定得局限性，例如：前两种方法只适用于平底刀 替代槽铣刀和燕尾刀生成加工路径，而曲面流线都适用。

其中前三种方法，均可使用， 其中利用曲面流线功能生成负角加工路径生成的路径质量最好，安全性高，推荐为首选方式。由于 JDSoft SurfMill7.0 专业版没有多轴加工功能，因 此曲面投影加工，大家了解一下即可。

重建曲线、曲面与原曲线和曲面视觉误差比较大时，可以通过【重建显示模型】功能 进行重建显示，重建时按照加工精度设置，如下图所示，然后再观察比较。

加工中的注意事项：

1、 在 EN3D 系统中设置了【自动断开长路径】 ，该选项在负角加工之前必须取消勾选该项， 如果勾选该选项，加工过程中会出现自动抬刀，发生刀具与工件碰撞，造成工件损坏。

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2、 如果在负角加工中，如需暂停，必须在加工之前勾选【暂停不抬刀】 ，否则刀具自动抬刀与工件发生碰撞，造成工件损坏。