异型石材制品五轴数控加工工艺设计方法的研究

宗宇鹏，吴玉厚, 耿 聪, 赵德宏

（沈阳建筑大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110168）

0 引言

异型石材制品具有曲面构成复杂、表面光滑度要求较高等特点，采用三轴数控机床进行加工时，由于刀轴方向固定不变，加工中不可避免会产生刀具干涉、欠切以及过切等问题，影响加工精度和加工效率。随着人类物质文化水平的提高以及建筑装饰业的蓬勃发展，异型石材制品越来越广泛的应用于艺术雕刻、家居装饰等领域[1～3]。五轴数控机床两个旋转轴的引入，使其能够根据加工需要灵活控制刀轴方向，在异型石材制品高精高效加工中发挥着日趋重要的作用[4]。

在异型石材制品五轴联动加工中，加工工艺设计的合理性是保证加工精度和加工效率的关键。目前，国内外学者在五轴数控加工工艺设计方面开展了大量研究，取得一系列理论科研成果[6～7]。因此，本文在对异型石材制品五轴联动加工特点进行分析的基础上，提出了一种适用于异型石材制品的五轴数控加工工艺设计方法，该方法在克服石材制品表面多突变的基础上，提高加工效率和精度。

1 异型石材制品五轴加工工艺分析

异型石材制品具有表面凹凸不平、曲面曲率变化不连续等特征。在该类制品五轴数控加工中，加工工艺设计合理与否对加工效果的提升有着至关重要的作用。加工工艺设计部分主要包括切削用量选择、切削参数计算以及加工策略选择等工作。其中，工艺参数设置及切削用量的选择不合理，会出现机床主轴振动剧烈的情况，进而带来严重的刀具损耗问题；……