2.曲面精加工功能

2.曲面精加工功能
2.曲面精加工功能
JDPaint5.50的曲面精加工功能增加了3D环绕等距功能，同时还改进了路径的连接等相关内容。

2.1 改进环绕等距精加工功能
1)可以用轮廓、保护面、深度范围限定加工区域；如图2-1所示：
(a) 轮廓线限定 (b) 保护面限定 (c) 高度限定
图2-1 多种方式限定环绕等距加工范围
2)新增空间等距功能,避免因为路径间距的变化造成残料宽度和厚度的变
化,从而提高加工表面粗糙度的一致性；如图2-2所示：
图2-2 空间环绕等距
3)新增沿所有边界等距、外轮廓等距、孤岛等距、指定点等距等多种环绕
方式（如图2-3所示），其中的“沿导动线等距”需要额外提供导动线才能实现，如果没有导动线，则生成沿外轮廓等距路径；其他等距方式不
需要提供额外的曲线。

不同的加工模型通过变换不同的环绕等距方式可
以优化走刀次序,改善切削状态；同时也可以通过变换环绕方式将连刀位置转移到模型边缘，减少连刀痕迹。

a) 外轮廓等距
(b)所有边界等距 (c)孤岛等距
(d)指定点等距 (e) 导动线等距
图2-3 环绕等距方式
4)新增光滑尖角功能,它能减轻环绕路径在换向过程形成的换向痕迹,也能
改善相邻路径之间连接形成的连刀痕迹；如图2-4所示为参数设定和光滑前后的路径对比：
(a) 光滑路径参数设定
(b) 尖角光滑前的路径（c）尖角光滑后的路径
图2-4 环绕等距中的光滑路径尖角
2.2 改进等高外形精加工功能
1)增加螺旋等高功能：选中【封闭路径沿曲面进刀】选项，在封闭的上下
两层等高环之间将直接采用螺旋层降方式（如图2-5所示），提高了机床
加工平稳性，还有助于消除层与层之间进退刀路径在加工表面上留下的
换向痕迹。

图2-5 螺旋等高加工
2)增加开口线单向走刀功能，可以保证开口的等高路径顺逆铣方向一致，
有助于提高加工后表面质量的一致性（如图2-6所示）；同时在边界处系
统将根据设定的曲面进刀方式自动添加进退刀路径，用户可以设定【直
线延伸长度】值，既可以省去延伸侧面曲面的过程，还可以将路径的换
向移到模型外部进行，提高边界处的表面加工质量（如图2-7所示）；
图2-6 等高开口线单向走刀
图2-7 等高开口处的进退刀设置
3)优化局部加工，提高计算速度；
如图2-8所示生成边界线内的等高路径，JDPaint5.20耗时35s,JDPaint5.50耗时10s；
图2-8 局部等高路径加工
4)优化路径连接次序，走刀顺序更加合理；
分层次序为“区域优先”时，当不同区域上下两层路径间的投影最短距离较小时（小于一个刀具直径），此时将按照高度优先的原则先加工本层路径，这样可以避免在加工模型根部时刀具吃刀量太大而造成的刀具磨损严重和断刀现象。

另外5.50版本通过优化路径连接，特别是对于加工具有多个模腔的模具时，减少了刀具在多个区域之间的快速定位路径，这样可以有效地提高加工效率；如图2-9(a)为JDPaint5.20的等高路径,其中快速定位路径段数为137个，定位长度为1.31m，图(b)为JDPaint5.50的等高路径，其中快速定位路径段数为18个，定位长度为0.41m;
(a) JDPaint5.20等高路径(b) JDPaint5.50等高路径
图2-9 优化等高路径排序
2.3 改进平行截线精加工功能
1)改进行间连刀和修边路径的质量,避免修边路径和行间连刀路径沿保护
面上爬现象；如图2-10所示为5.20和5.50版本平行截线路径在保护面处
的行间连刀和修边路径质量比较：
(a) JDPaint5.20路径 (b) JDPaint5.50路径
图2-10改进了连刀和修边路径质量
2)改进了修边路径的加工范围,新的修边路径的生成将不再完全依赖于用
户选择的边界轮廓线所限定的范围，而是根据所选加工面边界与
所定义
的轮廓边界，保护面，加工深度和分区角度等各种参数得到的曲面的实
际加工边界；如图2-11所示：
(a) 不用轮廓线限定范围的修边路径 (b) 分区角度限定的修边路径
图2-11 改进了修边路径的范围
3)每条路径可以添加进退刀路径，并且可以设定路径的延伸长度；如图
2-12：
图2-12 行间圆弧进退刀连接
4)增加双向混合走刀功能：它能均匀化路径的空间间距,从而弱化由于路径
空间间距变化太大而造成加工残留量不均匀的现象；如图2-13所示：
图2-13 双向混合走刀功能
2.4 改进角度分区精加工功能
1)改进了角度分区线的光滑性；减少了在路径在分区边界处频繁的抬刀，
提高了机床运动的平稳性；如图2-14所示为5.20和5.50版本角度分区边
界处的路径质量对比：
(a) JDPaint5.20角度分区路径 (b) JDPaint5.50角度分区路径
图2-14 改进角度分区线的光滑性
2)平坦部分的平行截线路径段和陡峭部分的等高路径段进退刀的设定均可
以参照等高和平行截线路径的进刀方式设定；封闭的等高环之间可以实
现螺旋连刀，开口的等高环和平行截线路径段可以实现切向进退刀；
如图2-15所示：
图2-15 角度分区路径的进退刀设定
3)平坦部分的环绕等距路径也可以使用光滑路径尖角功能，使得走刀更加
平稳，并且路径环之间采用螺旋连刀方式，消除了直接连刀引起的加工
表面上的连刀痕迹；如图2-16所示为尖角光滑前后的路径对比：
(a) 尖角光滑前的路径 (b) 尖角光滑后的路径
图2-16 平坦环绕部分实现路径圆角光滑
2.5 改进径向放射精加工功能
1)改进角度间连刀和修边路径质量,避免修边路径和角度间连刀路径沿保
护面上爬现象；如图2-17所示为5.20和5.50版本径向放射路径在保护面
处的角度间连刀和修边路径质量对比：
(a) JDPaint5.20径向放射路径（b）JDPaint5.50径向放射路径
图2-17 提高路径连接和修边的质量
2)拓展了修边路径的范围,修边路径的生成将不再完全依赖于用户选择的
边界轮廓线所限定的范围，而是所选加工面边界与所定义的轮廓边界，
保护面，加工深度和放射角度范围等综合得到的曲面的实际加工边界；
如图2-18所示：
图2-18 深度和保护面共同作用的修边路径
3)每角度间隔路径之间可以添加进退刀路径,避免连刀痕迹落在加工表面
上；如图2-19所示：
图2-19 角度间增加圆弧进退刀路径
2.6 新增删除平面路径功能
JDPaint 5.50曲面精加工功能中新增“删除平面路径”选项，该功能主要用于删除加工模型的水平面精加工路径；作用：通过球头刀的曲面精加工和平底刀、牛鼻刀的成组平面加工两种加工方法的配合使用，降低刀具的磨损，提高加工模型的加工效率。

如图2-20所示：
图2-20：曲面精加工和成组平面加工示意图
在“曲面精加工”中，选中“删除平面路径”的选项可以生成不
加工水平面的曲面精加工路径。

曲面精加工中“删除平面路径”选项的设置和路径示意图如图2-21所示：
图2-21 删除平面路径选项及路径示意图
在成组平面加工中，不选择“加工平坦曲面”选项能生成只加工水平面的路径。

成组平面加工加工中通常选择牛鼻刀或平底刀进行加工。

“加工平坦曲面”选项的设置和路径示意图如图2-22所示：
图2-22成组平面加工设置和路径示意图
需要注意的是：
1.曲面精加工中，“曲面流线”和“等高外形”加工方法不支持“删除平
面路径”功能。

2.曲面精加工中“删除平面路径”和成组平面加工中生成水平面路径的应
用对象是独立的单张水平面，而并非是单张面上的水平部分。

如图2-23：
图2-23 单张水平面示意图
3、这种组合加工需要中途换刀，因此存在着接刀不准的风险。

建议采用先加工曲面区域，再加工水平面区域的加工顺序。

这种顺序的优势在于，即使第一遍加工完成没有接好刀痕，只要还有余量，也可以快速的完成第二次，第三次的加工。

2.7 改进删除路径边界点功能
JDPaint 5.50曲面精加工改进“删除路径边界点”功能，不管加工域中有没有轮廓线，曲面精加工都会根据加工选用的刀具、表面余量、
保护面余量等实际加工参数生成曲面的边界线，“删除边界路径点”功
能将按照曲面的边界线沿z向对生成的路径进行裁减删除，只保留曲面边
界线内部的加工路径。

删除边界路径点的作用：
1.删除曲面边界线以外的反圆角加工路径。

如图2-24所示
未删除路径边界点删除路径边界点
图2-24删除路径边界点前后对比示意图
2.有利于提高曲面边界的加工质量，如果同时将进退刀路径直线延长，
则可以使曲面边界的加工效果更加清晰。

如图2-25所示
仅删除路径边界点删除路径边界点加进退刀直线延长图2-25进退刀路径直线延长前后对比示意图。