李忠群 刘 学 刘鸿志 段林升 刘 浪

(湖南工业大学机械工程学院，湖南 株洲 412007)

高速铣削由于具有切削力小、切削温度低、加工变形小和加工效率高等诸多优点，被广泛应用于航空、航天、汽车及模具等行业中，适于加工平面、沟槽、各种成形面和模具的复杂型面等[1]。型腔铣是一种重要的铣削加工方式，它将工件平面上任意闭合边界内的所有材料清除到固定深度[2]。型腔铣削的加工效率及加工质量，很大程度上取决于刀具路径规划结果。刀具路径曲率半径的大小受制于进给驱动装置的动力学特性，并直接影响切削力的大小和切削过程稳定性，进而影响加工质量和效率，乃至刀具寿命等。因此对型腔高速数控铣削刀具路径规划研究十分必要，而型腔铣削刀具路径规划方法有多种，本文主要探讨其中最为简单且常用的一种2.5轴铣削加工[3]。

1 刀具路径规划

刀具路径是指铣削过程中刀具相对于工件的加工轨迹和运动方向，具体指铣削刀具从对刀开始，直到完成加工返回对刀点过程中所经过的路径，还包括刀具的引入、返回等非加工空行程。刀具路径的规划是后期CAM生成具体的数控程序的基础和依据。为避免因过度插入、开槽和速度突变等引起降低加工质量和生产效率，增加刀具磨损[4]，需要对生成的刀具路径进行光顺处理。刀具路径规划时应该遵循以下原则[5-7]。

(1)在刀具路径规划前，应确定零件的机械加工工艺，制定加工工序简图，保证加工零件轮廓的尺寸精度和表面粗糙度的要求。……