航空发动机机匣五轴插铣数控加工技术

　　2.2  干涉判断与处理方法

　　按照图6所提的插铣路径规划方法可保证在插铣加工过程中刀具与岛屿凸台底部不发生干涉，并且插铣刀轴与轮毂面法向呈小倾角，实际加工中若刀具与岛屿凸台平面不发生干涉，则刀具与该凸台不发生干涉。求取初始刀轴后，对岛屿凸台预定义，根据刀具与岛屿凸台的位置关系判断是否发生干涉，若发生干涉则计算过切程度并据此调整刀轴方向。

　　现设某刀位点BP，以为初始刀轴和其中一岛屿凸台干涉判断与调整进行说明（图8（a））。

　　（1）求取刀位点BP与刀轴方向 在该岛屿凸台预定义局部坐标系oixiyizi下的坐标分别为点（）与单位化刀轴矢量（），以刀具轴线为中心线，半径为R （R=刀具半径r + 凸台侧边加工余量Δ）作圆柱面St；

　　（2）在局部坐标系oixiyizi下，求取平面z=0与圆柱面St截交线，得到一个z=0平面上的椭圆E；

　　（3）在平面oixiyi平面上根据椭圆E方程与凸台平面上圆弧、直线经预处理后的信息{arc（PC,α,β）}、{L（P1, P2）}，判断椭圆E是否与凸台平面相交，若椭圆E与凸台平面不相交，则刀轴方向与该凸台不发生干涉；

　　（4）若椭圆E与凸台平面相交，根据计算几何知识[9-11]，计算椭圆E嵌入凸台平面最内点CP，及CP至凸台面边界最近点FP的距离d；

　　（5）将椭圆E中心点EP沿CPFP方向移动距离δ d得到新点EP'，将方向作为新的刀轴方向，其中为调整系数，取1.2~1.5；

　　（6）重复步骤3~5直至得到与该凸台不干涉的刀轴矢量，如图8（b）所示，经坐标转换求取在全局坐标系下的刀轴坐标方向。

　　利用上述方法再将刀具与其他岛屿凸台进行干涉判断并调整刀轴，最终得到与所有凸台都不发生干涉的刀轴作为最终插铣加工刀轴。

　　针对图1所示的某发动机机匣，在加工区域内，根据实际加工工艺，按照上述方法得到该区域的插铣加工轨迹。在插铣加工过程中刀轴矢量均匀变化并且不发生干涉，快速实现了机匣五轴插铣刀位轨迹编程。

结束语

　　（1）根据机匣的结构特征对其进行插铣加工区域划分可提高编程效率，利用等高行切法与环切法可简单有效地规划五坐标插铣走刀路径；

　　（2）提出的刀轴计算方法使加工时刀轴矢量均匀变化，根据计算刀具与岛屿凸台的干涉程度对刀轴矢量进行调整,可防止加工干涉；

　　（3）本文提出的机匣插铣加工方法不仅可快速有效地实现机匣五坐标插铣加工轨迹编程，也适用于其他复杂多岛屿零件的多坐标插铣加工。

　　本文共有参考文献11篇，因篇幅有限，未能一一列出，如有需要，请向本刊编辑部索取。