数控机床加工直线、圆弧中干涉问题分析

　　【编者按】在数控铣床用刀具加工零件侧面时，刀具有一个半径，为了加工该侧面，刀具中心路径沿工件以半径偏移，此半径偏移即为刀具径补正。一些复杂的零件外形，实际上是由一些简单的直线-直线、直线-圆弧的形状组成，通过对其的干涉讨论，数控编程人员能够对一些关键点进行干涉分析，判断其是否干涉，这对实践有一定的意义。

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　　在数控铣床用刀具加工零件侧面时，刀具有一个半径，为了加工该侧面，刀具中心路径沿工件以半径偏移，此半径偏移即为刀具径补正。由直线、圆弧等组成的零件形状，在实际加工时，如果刀具半径的过大，往往会造成过切。刀具的过度切削称为“干涉”，预先干涉检查能检查刀具是否过度切削，可避免加工中的不必要的麻烦，从而提高加工效率，减少浪费。
　　
　　1向量的引入
　　
　　为了方便干涉检查的讨论，首先在零件的关键点作出向量，然后作出刀具中心路径，并标出方向。可以将刀具的中心的路径与程序路径方向进行比较，从两者的区别中判断是否干涉。在此，仅仅讨论直线-直线、直线-圆弧的零件外形加工的干涉问题。其中的V1，V2，V3，V4为刀具的中心路径在A，B两段圆弧连接点即关键点处的向量。
　　
　　2干涉判断的条件
　　
　　干涉判断的条件:刀具的路径方向与程序的路径不同（90°以上，270°以下）。刀具在加工零件的形状时，其路径与加工方向相反，产生干涉。
　　
　　3干涉的预先处理
　　
　　当刀具径补正对程序的单节A，B，C执行时，A，B间产生多个向量（V1，V2，V3，V4），在B，C间产生多个向量（V5，V6，V7，V8）。首先从最近的两个向量开始检查是否干涉，如果干涉，进行干涉处理，然后对其后最靠近的两两向量进行干涉处理。
　　
　　如果在检查中，所检查的两两向量均干涉，则数控系统自动将干涉消去，刀具会产生直线移动。
　　
　　干涉检查、干涉处理如下:
　　
　　V4及V5间—干涉—消去V3及V6间—干涉--消去
　　
　　V2及V7间—干涉—消去V1及V8间—干涉—消去
　　
　　将所有的干涉消去后，刀具从V1-V8间作直线移动。
　　
　　如果在检查中，仅其中的某个单节向量干涉，则数控系统自动将干涉消去，在该单节刀具会产生直线移动。
　　
　　干涉检查、干涉处理如下:
　　
　　V4及V5间—干涉—消去V3及V6间—干涉—消去
　　
　　V2及V7间—不干涉V1及V8间—干涉—消去
　　
　　将所有的干涉消去后，刀具的移动为:V1—V2—V7—V8。
　　
　　4假干涉
　　
　　在程序中，有些实际没有干涉，但是因为在单节B程序的方向与刀具径补正方向相反，刀具也会停止。
　　
　　（1）凹处小于刀具径补正量。
　　
　　实际上没有干涉，但是因为单节在单节B程序的方向与刀具径补正的路径相反，刀具在此停止,并显示警示。
　　
　　（2）小于刀具径补正量的沟槽
　　
　　在单节B程序的方向与刀具径补正的路径方向相反，刀具停止，并显示警示。
　　
　　5总结
　　
　　一些复杂的零件外形，实际上是由一些简单的直线-直线、直线-圆弧的形状组成，通过对其的干涉讨论，数控编程人员能够对一些关键点进行干涉分析，判断其是否干涉，这对实践有一定的意义。

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