边界驱动方法优化方案

边界驱动方法是通过指定“边界”和“环”定义切削区域。“环”必须与外部“工件表面”边缘相对应，而“边界”与“工件表面”的形状和大小无关，切削区域由“边界”、“环”或二者的组合定义。将已定义的切削区域的“驱动点”按照指定的“投影矢量”的方向投影到“工件表面”，这样就可以生成“刀轨”，如图4-15所示。

图4-15 边界驱动方法

1.边界驱动方法简介

“边界驱动方法”与“平面铣”的工作方式大致上相同，但是与“平面铣”不同的是，“边界驱动方法”可用来创建允许刀具沿着复杂表面轮廓移动的精加工操作。同时，“边界驱动方法”可创建包含在某一区域内的“驱动点”阵列。在边界内定义“驱动点”，一般比选择驱动曲面更为快捷和方便。但是，使用“边界驱动方法”时，不能控制刀轴或相对于驱动曲面的投影矢量。平面边界不能缠绕复杂的部件表面，从而导致未切削区域的存在，如图4-16所示。

图4-16 将驱动点投影到部件表面时产生未切削区域

2.边界驱动参数

在“驱动方法”组框中的“方法”下拉列表中选择“边界”选项，单击其后的“编辑”按钮，弹出“边界驱动方法”对话框，如图4-17所示。

（1）驱动几何体 用于定义和编辑“驱动几何体”的边界，通常由一系列曲线和现有的永久边界、点或面构成，用来定义切削区域以及岛和腔的外形。

单击“驱动几何体”组框“指定驱动几何体”选项后的“选择或编辑驱动几何体”按钮，弹出“边界几何体”对话框，如图4-18所示。利用该对话框，可选择驱动边界。

图4-17 “边界驱动方法”对话框

图4-18 “边界几何体”对话框

选择曲线或边缘定义边界时，针对边界的每一个成员，必须定义刀具的接触位置选项，包括“在上面”、“相切于”或“接触”，如图4-19所示。

图4-19 刀具位置方式

a）相切于 b）在上面 c）接触

（2）公差 边界内公差与外公差用于指定刀具偏离实际边界的最大距离。公差值越小，刀具路径偏离距离越小，切削越精确，但系统计算时间越长。

（3）偏置 通过指定偏置值来控制边界上遗留的材料量。若边界接触位置参数为“对中”，则不能应用边界余量。

（4）空间范围“空间范围”通过沿着所选部件表面和表面区域的外部边缘创建环来定义切削区域，如图4-20所示。环类似于边界，因为它们都可定义切削区域。但环与边界不同的是，环是在部件表面上直接生成的而且无需投影。

图4-20 沿着部件表面所有外部边缘的环

a）环 b）得到的刀轨

“部件空间范围”包括以下三个选项：

1）【无】：不是用工件包含来定义切削区域。

2）【最大的环】：使用工件中的最大封闭区域的环来定义切削区域，如图4-21b所示。

3）【所有环】：使用工件中的所有封闭区域的环来定义切削区域，如图4-21a所示。

图4-21 所有环与最大的环

a）所有环 b）最大的环

（5）驱动设置

1）【切削模式】：用于定义刀轨的形状。共计有九种切削模式，下面分别加以介绍。

①〖跟随周边〗：“跟随周边”可沿着切削区域的轮廓创建一个可生成一系列同心刀路的切削模式，如图4-22所示。与“往复”一样，这种切削类型可以通过允许刀具在步距间保持连续的进刀来最大化切削运动。除了将切削方向指定为“顺铣”或“逆铣”外，还必须将“腔体方向”指定为“向内”或“向外”。

②〖配置文件〗：配置文件创建跟随切削区域周界的切削模式。与“跟随周边”不同，此选项仅用于沿着边界进行切削，如图4-23所示。“轮廓铣”可激活“附加刀路”选项，它可以用来移除指定数目的连续步距中的材料。

图4-22 跟随周边（顺铣向外）

图4-23 配置文件——顺铣

③〖单向〗：单向是一个单方向的切削类型，它通过退刀使刀具从一个切削刀路转换到下一个切削刀路，转向下一个刀路的起点，然后再以同一方向继续切削，如图4-24所示。

④〖标准驱动〗：标准驱动可创建类似于跟随切削区域周界的“轮廓铣”的切削模式。但与“轮廓铣”不同的是，“标准驱动”不会修改刀轨以防止自相交或过切部件。“标准驱动”可使刀具精确跟随指定的边界，如图4-25所示。

图4-24 平行线模式的单向铣

图4-25 标准驱动(www.xing528.com)

⑤〖往复〗：往复可在刀具以一个方向步进时创建相反方向的刀路。系统在一个方向上生成单向刀路，继续切削时进入下一个刀路，并按相反的方向创建一个回转刀路，如图4-26所示。这种切削类型可以通过允许刀具在步距间保持连续的进刀来最大化切削运动。在相反方向切削的结果是生成一系列的交替“顺铣”和“逆铣”。

⑥〖单向轮廓〗：单向轮廓是一个单方向的单向切削类型，切削过程中刀具沿着步距的边界轮廓移动，如图4-27所示。

⑦〖单向步进〗：单向步进创建带有切削“步距”的单向模式。如图4-28所示为“单向步进”的切削和非切削移动序列。刀路1是一个切削运动。刀路2、3和4是非切削移动。刀路5是一个“步距”和切削运动，刀路6重复序列。

⑧〖径向线〗：径向线可创建线性切削模式，可从用户指定的或系统计算的最优中心点延伸，如图4-29所示。该“切削模式”允许指定一个“切削类型”、一个“模式中心”，还可以将加工腔体的方法指定为“向内”或“向外”。

图4-26 平行线模式的往复铣

图4-27 平行线模式的单向轮廓

图4-28 平行线模式的单向步进

图4-29 单向切削类型和内向加工腔体的径向线

⑨【同心圆弧】：同心圆弧可从用户指定的或系统计算的最优中心点创建逐渐增大的或逐渐减小的圆形切削模式，如图4-30所示。此“切削模式”允许指定一个“切削类型”、一个“模式中心”，还允许将加工腔体的方法指定为“向内”或“向外”。在完整的圆形模式无法延伸到的区域，如拐角处，系统在刀具运动至下一个拐角以继续切削之前会生成同心圆弧，且这些圆弧由指定的“切削类型”进行连接。

2）【图样方向】：用于指定加工腔体的方法，用于它可以确定“跟随周边”、“同心圆弧”、“径向线”切削模式中的切削方向，包括“向外”、“向内”和等两种，分别如图4-31和图4-32所示。

3）【切削方向】：顺铣和逆铣允许根据主轴旋转定义“驱动轨迹”切削的方向，与“螺旋式驱动方式”相同，仅可用于“单向”、“单向轮廓”和“单向步进”切削类型。

4）【步距】：用于定义连续相邻两次走刀之间的距离。

5）【切削角】：用于指定切削旋转角度，该角是刀轨相对于WCS的XC轴的方向，如图4-33所示。

图4-30 往复切削类型和内向加工腔体的同心圆弧

图4-31 同心圆弧时的向外

图4-32 同心圆弧时的向内

图4-33 切削角示意图

①〖自动〗：选择该选项，系统经自动决定每个切削区域的切削角度。

②〖用户定义〗：选择该选项，可输入所需的角度值。单击“显示切削方向”按钮，可在图形区显示定义的切削角的矢量方向。

6）【附加刀路】：附加走刀次数。在“轮廓铣”和“标准”切削模式中，可指定一次或多次附加走刀，如图4-34所示。

图4-34 附加刀路示意图

（6）更多

1）【区域连接】：在同一切削层的可加工区域内，可能因岛屿、窄通道的存在等因素导致形成多个子切削区域。勾选该选项，只在必要的情况下，刀具从前一个子区域退刀，到下一个子区域进刀。否则，在子区域之间跨越时，刀具一定会退刀，以保证不会过切工件。

2）【边界逼近】：当作粗加工时，仿形零件曲线边界的曲线刀轨没有必要精确对应边界的形状，可以用多边形刀轨替代，以减少处理时间和数据。勾选“边界逼近”复选框，从靠近边界的第二刀开始，曲线刀轨变粗糙。

3）【岛清理】：用于“跟随周边”和“轮廓铣”走刀方式。环绕岛的周围增加一次走刀，以清除岛侧面周围残留下来的材料。

4）【壁清理】：当应用单向切削、往复切削以及跟随周边切削方法时，用“周壁清理”可以清理零件壁后或者岛屿壁上的残留材料。它是在切削完每一个切削层后插入一个轮廓铣轨迹来进行的。使用“壁清理”，就可以使用大直径刀具做粗加工，不用担心侧面太粗糙，因此，“壁清理”一般还是用来解决粗加工任务的。该方式包括以下四个选项：

①〖无〗：不进行零件的侧壁清理。

②〖在起点〗：表示在每个切削层开始的第一刀作清理，即刀具在切削时，首先沿零件的侧壁产生一条刀具路径进行侧壁清理，再进行层的切削。

③〖在终点〗：表示在每个切削层开始的最后一刀作清理，即刀具在切削时，首先进行层的切削，再沿零件的侧壁产生一条刀具路径进行侧壁清理。

④〖自动〗：在切削过程中，系统根据实际情况自动判断零件的清壁是在层切前还是层切后。

图4-35 “切削区域选项”对话框

5）【切削区域】：用于定义切削区域的起点和在绘图区显示切削区域。在“边界驱动方法”对话框中单击“选项”按钮，弹出“切削区域选项”对话框，如图4-35所示。该对话框包括“切削区域起点”和“切削区域显示选项”两个部分，它们的含义如下：

①〖切削区域起点〗：用于定义刀具开始切削的大概位置。如果选择“定制”方式，用户定义“起点”不必定义精确的起始位置，而只是定义开始切削的大致区域，系统根据“起点”位置、指定的“切削类型”和切削区域的形状定义精确的起始位置；如果选择“自动”方式，系统自动为切削区域定义一个“起点”。

②〖切削区域显示选项〗：由四个选项组成，它们可以以任何需要的组合形式使用，用于定义切削区域如何以图形方式显示。

（7）预览 单击“显示”按钮，显示用于构成刀具轨迹的驱动路径。