曲面清根加工.doc

JDPaint5.50升级说明JDPaint5.50版本主要完善了曲面清根加工和曲面精加工方法，新增加混合清根、3D环绕等距等多种走刀方式。本文重点说明软件改进之处，希望有助于新版本的学习和推广。1. 曲面清根加工曲面清根加工可以清除角落处剩余的残料，是提高加工效率，优化切削工艺的主要加工方法。这种加工方法的主要有两种用法：一种是在曲面精加工之前，通过曲面清根加工，清除角落处过多的残料，避免精加工过程中切削量出现突然增大的现象;另一种是在曲面精加工之后,通过曲面清根加工清除角落剩余的残料,减少手工修模的工作量。JDPaint5.50主要改进和新增了多种清根方式，包括单笔清根、多笔清根、混合清根、缝合清根、行切和环切清根等；路径参数对话框中清根加工方式的切换如图1-1所示：图1-1 路径参数对话框中的清根方式1.1 改进单笔清根路径 图1-2 单笔清根加工方式单笔清根增加分割角度功能，陡峭路径从上向下走刀，减少因切削深度过大或超过刃长而引发的断刀现象；如图1-3所示： 图1-3 单笔路径角度分段需要注意的是:1) 分界角度是路径的倾斜角度，一般取33度，使得更多的路径从上向下走刀，提高加工的可靠性；2) 单笔清根路径在首末位置自动增加切入切出路径，进刀参数不许用户设置；3) 当切削量较大时，可以采用分层清根加工，在所有的清根加工中，只有单笔清根路径可以分层；如图1-4所示： 图1-4 单笔分层清根1.2 新增多笔清根路径多笔清根主要分为以下几种形式：限定条数、不限条数、依据上把刀具三种方式。如图1-5所示： 多笔清根 无限多笔 图1-5 多笔清根加工方式1) 新增多笔清根功能，该功能可以均匀化单笔清根的切削量，提高清根表面和精加工表面在衔接位置的质量。需要注意的是：a.多笔清根路径条数的计算方法是：清根条数 = (上把刀具半径 - 当前刀具半径)/ 路径间距；b.多笔清根只能加工曲面曲率半径小于当前刀具半径的区域，选择的上把刀具只是用来计算所需要的清根条数，残料区域的计算并不是根据上把刀具精确计算而成的(区别于混合清根和环切清根等方式)。因此多笔清根不能确保完全清除上把刀具剩余的残料，有些位置可能会出现欠加工或重复加工。c.多笔清根切削示意图。 图1刀具半径大于曲面的曲率半径，与曲面存在两个接触点，能够生成多笔路径；图2刀具半径小于曲面的曲率半径，与曲面存在单接触点，就不能够生成多笔路径。 图-1 图-2 图1-6 多笔清根切削示意图2) 增加无限多笔曲面加工方式,避免因为走刀方向问题而造成的残料；需要注意的是:a. 无限多笔是一种变通的3D环绕等距方法，可以作为一种曲面的精加工方式，只是起始等距的曲线是单笔清根路径而已；走刀顺序为：先走由单笔清根路径等距出来的环绕路径，最后走单笔清根路径；b. 由于单笔清根路径形成的区域边界存在尖角,可能导致在光滑表面上出现换向痕迹,在使用中可以选择光滑路径尖角功能减轻这种痕迹（选中如图1-7(a)中光滑路径尖角选项并设定圆角半径值），并且可以将两路径环之间的直接连刀转化为螺旋连刀的方式，切削更加平稳；如图1-7(b)、(c) 所示为无限多笔清根路径在路径尖角光滑前后的比较； (a) 路径参数对话框中的尖角形式 (b) 尖角光滑前 (c) 尖角光滑后图1-7 光滑路径圆角前后的无限多笔清根路径比较1.3 新增混合清根功能混合清根加工能根据残料区域的分布特点自动匹配走刀方式,在平坦的区域采用多笔清根方式加工,在陡峭的区域采用局部等高方式进行加工。如图1-8所示:图1-8 混合清根加工JDPaint5.50软件提供的混合清根功能具有以下特点: 1) 根据指定的上把刀具探测加工区域, 同时也可以设置上把刀具偏移量。如图1-9所示: 图1-9 清根上把刀具偏移及其所确定的残料区域需要注意的是: a. 上把刀具直径必须比当前刀具直径大,否则系统将提示刀具参数错误；b. 上把刀具偏移的作用主要是通过增大清根路径的加工范围来提高清根表面和已加工表面的衔接质量,同时也可以避免上把刀具半径与曲面曲率半径相当时出现的计算不稳定现象。如图1-10所示拐角处的曲面曲率在R2左右，清根时设定的上把刀具为4时，设定上把刀具偏移分别为0.0和0.1时路径质量对比: (a) 上把刀具偏移0.0 (b) 上把刀具偏移0.1图1-10 上把刀具偏移前后的路径质量对比 2) 陡峭区域采用局部等高加工,在角落处可以双向或单向走刀，当选择单向走刀时，路径将呈螺旋状层切；如图1-11所示：(a) 单向走刀参数设定 （b） 双向走刀 （c）开口线单向走刀 图1-11 陡峭区域的局部等高加工需要注意的是:a. 分区的角度采用45度, 用户不可设置;b. 陡峭位置采用从上向下的加工次序, 减少因切削深度过大或超过刃长而引发的断刀现象;c. 等高路径自动增加切入切出段,避免出现连刀痕迹;3) 平坦区域采用多笔请根方式加工。如图1-12所示:图1-12 平坦区域走刀方式需要注意的是:a. 混合清根的加工次序是先加工陡峭区域,后加工平坦区域；b. 平坦区域采用从两边向中心的加工次序，这样走刀将更加安全一些;如图1-13所示： 图1-13 平坦区域路径的走刀顺序1.4 新增缝合清根功能缝合清根路径垂直于残料走势方向进行加工如图1-14所示：图1-14 缝合清根加工JDPaint5.50软件提供的缝合清根功能具有以下特点:1) 根据上把刀具探测加工区域，同时也可以设置上把刀具偏移量,如图1-15所示； 图1-15 清根上把刀具偏移及其所确定的残料区域2) 垂直轨迹加工，如图1-16所示；图1-16 缝合清根路径的走刀方式3) 自动圆弧进刀，减轻进刀痕需要注意的是:a. 缝合路径每刀的切削量比较均匀,比较适合残料分布比较平缓的模型;b. 其缺点是机床加工中换向频繁，加工时间较长;1.5 新增行切清根功能行切清根是类似于局部平行截线的加工方式，如图1-17所示:图1-17 行切清根加工JDPaint5.50软件提供的行切清根功能具有以下特点:1) 根据上把刀具计算残料边界，同时也可以设置上把刀具偏移量；如图1-18所示: 图1-18 清根上把刀具偏移及其所确定的残料区域2) 边界内部采用行切方式加工，可以设定行切走刀的角度；如图1-19所示：图1-19 行切清根方式示意图3) 自动圆弧进退刀，减轻进退刀痕；如图1-20所示：图1-20 行切清根自动圆弧进退刀 需要注意的是:a. 行切清根的计算速度快,路径稳定性好，主要用于平坦曲面的残料清根;b. 行切清根具有方向性,容易在与路径垂直的方向剩余残料;c. 行切清根加工的切削量不均匀,不能加工陡峭位置的残料;1.6 新增环切清根功能环切清根可用于平坦曲面的残料清根，但不适合加工存在直壁的几何模型。如图1-21所示：图1-21 环切清根加工JDPaint5.50软件提供的环切清根功能具有以下特点:1) 根据上把刀具计算残料边界，同时也可以设置上把刀具偏移量；如图1-22所示： 图1-22 清根上把刀具偏移及其所确定的