2 侧灯纹生成的基本原理

3 侧灯纹自动生成程序的开发过程

1. 轨迹曲线的建模
   一般情况下, 单个曲面与平面交线只产生1 条空间曲线,但有时产生曲线的数量不止1 条,例如环形曲线与平面相交,很有可能产生2 条曲线。
   绝大多数情况下, 车灯曲面的偏置面不是单个面,可能有几个甚至几十个曲面组合而成,因此平面与这些曲面相交的情况可能非常复杂。这些曲面中, 有些曲面和平面没有交线, 有些和平面有交线,但交线的数量不能确定。因此, 这一步骤的难点在于在所有相交曲线中寻找真正代表铣刀中心运动轨迹的交线。图4 为轨迹曲线建模阶段的程序流程图。
2. 数控加工程序的生成
   图5 为侧灯纹切削循环示意图。侧灯纹的加工过程不只包括数控铣刀在曲面的切削过程, 它还包括切削之前的进刀过程, 切削之后的退刀过程和返回过程。全部4 个过程位于同一个平面之内。
   因此,加工每条侧灯纹,数控铣刀的走刀路线应该是A →B →C →D →A。A 点代表每一循环的进刀点即铣刀的出发点, B 点代表开始切削曲面的起始点, C 点代表结束切削曲面的终止点, D点代表每一循环的退刀点。执行完1个循环,结束1条侧灯纹的加工, 数控铣刀从这个循环的进刀点A 转移到另1个循环的进刀点,开始另1 条侧灯纹的加工。
   切削循环的切削路线实际上就是轨迹曲线建模选择车灯曲面偏置车灯曲面生成轨迹曲线程序开始选择离散曲线,并过离散点作垂直于曲线的平面阶段生成的相交曲线, 切削起始点B 和切削终止点D 在轨迹曲线建模之后就确定下来。而进刀过程、退刀过程和返回过程由于数控铣刀处于空运行阶段, 所以这3个过程铣刀的走刀路线都为直线, 因此确定进刀点A和退刀点D成为每个加工循环的关键,得到A点和D点之后,进刀路线、退刀路线和返回路线就能确定。此外, 加工过程中铣刀不能与车灯模具发生干涉, 因此所有加工循环的进刀点和退刀点都必须位于车灯曲面的同一侧。
   解决的方法是在每一个循环过程中设立1 个临时坐标系, 所有临时坐标系的某个坐标轴(如图5所示的x 轴) 的正方向都位于曲面的一侧。在每个临时坐标系下读取B 点的坐标值, 然后对坐标轴正方向一致的坐标值加上或减去进刀距离(图5中应该选择x 坐标值减去进刀距离) , 其他2 个坐标值不变,通过此3 个坐标值就能确定进刀点A。同理,由C 点得到D 点。最后取消临时坐标系,返回工作坐标系, 由工作坐标系确定生成数控加工程序时的A、B 、C、D 4 点以及相交曲线离散的点集的坐标值,最后由这些坐标值生成数控加工程序。生成的数控加工程序只需按加工工艺修改某些参数, 如刀具转速、进刀速度、冷却液开关的控制等就能送入数控机床进行加工。图6 为数控加工程序生成阶段的程序流程图。
   程序自动运行生成数控代码之后, 将在屏幕上显示代表每个加工循环数控铣刀走刀路线的曲线和直线, 用户可通过这些曲线和直线来检验生成的数控代码是否正确, 数控铣刀与车灯模具是否会发生干涉。

4 应用实例

5 结束语

1. 对汽车车灯曲面造型技术的要求相对较高,曲面之间不允许出现较大的空隙。
2. 在某些特殊情况下,有些加工循环临时坐标系的控制容易出错, 导致铣刀进刀和退刀路线与车灯曲面的相对位置不一致, 从而影响数控加工程序的生成。