NX固定轴曲面轮廓铣在三次B样条曲面加工中的应用

　　数控加工技术是指高效、优质地实现产品零件特别是复杂形状零件加工的有关理论、方法与实现技术，它是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工等现代制造业的重要基础与关键技术，也是发展军事工业的重要战略技术，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。数控加工仿真技术是最能明显发挥数控加工效益的环节之一，常用的数控加工软件有NX、Pro/E、CATIA等集成CAD/CAM/CAE软件。

　　NX是优秀的面向制造行业的高端软件，提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。NX面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术，在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。CAM模块提供了众多的加工模块，如车削、固定轴铣削、可变轴铣削、切削仿真、线切割等。其中，固定轴曲面轮廓铣削模块用于产生三轴运动的刀具路径，它提供了非常强大的选择加工对象的方法及多种驱动方式与走刀方式，可根据零件表面轮廓选择切削路径及切削方法，从而满足复杂曲面的半精加工与精加工要求。

1 待加工零件建模及工艺分析与规划

　　1.1 双参数三次B样条曲面

　　零件中的复杂曲面为B样条曲面。双参数三次B样条曲面为：

　　式中：S(u，v)为B样条曲面上任意点的位置矢量；

　　u，v为参变量；

　　P为几何系数矩阵。

　　其元素为B样条曲面的控制点，包含了确定B样条曲面所需的几何信息。

　　1.2 待加工零件建模

　　利用NX/CAD模块建立如图1所示的具有复杂型面的零件，该零件特点是上表面是双参数三次B样条曲面，其上有2个方形凹槽和2个球面凹坑，所有边上都进行了倒圆角处理。

    图1 具有三次B样条曲面的代加工零件3D图

　　1.3 工艺分析与规划

　　该零件加工难度在于上表面及其上特征的加工。通过分析，该零件分粗加工和精加工两步完成加工，粗加工Ⅰ采用型腔铣完成上表面及其球面凹坑、阶梯圆柱面上材料的去除，刀具采用波形刀片可转位立铣刀，粗加工余量为0.8mm；粗加工Ⅱ采用型腔铣完成上表明方形凹槽上材料去除，刀具采用可转位立铣刀；精加工Ⅰ采用整体硬质合金立铣刀完成阶梯圆柱面的加工，加工余量为0；精加工Ⅱ采用固定轴轮廓铣完成上表面及其方形凹槽和球面凹坑的加工，刀具采用整体硬质合金球头铣刀，加工余量为0。