CN102922013A - 基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法 - Google Patents

Abstract

一种飞机结构件槽腔特征高效粗加工方法，属于CAD/CAPP/CAM技术领域。其特征是首先进行零件的输入、零件特征信息读入等预处理；选取需要进行粗加工处理的槽腔特征，根据粗加工余量、刀具直径、刀具切深等信息，自动生成槽腔粗加工区域，计算槽腔粗加工插铣刀位点；最后根据设定的走刀策略生成插铣粗加工轨迹以及锯齿残留清除轨迹。采用该方法进行飞机结构件粗加工，可以大大提高飞机结构件粗加工效率，降低刀具损耗，节约成本。该方法在处理飞机结构件中难加工材料的粗加工时具有很大的应用推广前景。

Description

基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，尤其是一种以槽腔为特征的飞机结构件粗加工方法，具体地说一种通过采用插铣与合理编程相结合，通过提高编程效率和加工效率来提高粗加工效率的基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法。

背景技术

众所周知，飞机结构件尺寸大，零件材料去除率高，通常都达到90%以上，粗加工是去除材料的主要工序，飞机结构件主要由大量的槽腔特征构成，因此飞机结构件槽腔特征的粗加工是影响加工效率的主要环节。目前飞机结构件粗加工主要选用层切法，采用螺旋下刀方式，从内向外切除材料。如刘伟军等在学术期刊《计算机集成制造系统》2005,11（9），P1296-1300上发表的论文“层切法模具粗加工中自适应刀轨规划方法”中涉及的层切法粗加工方法，这种加工方法单位时间的材料去除率低，尤其在加工难加工材料零件时，机床的切深和切宽设置得较小，层切法粗加工的效率非常低，加工时间往往占到整个零件加工时间的85%以上，并且加工过程中刀具的磨损非常严重，制造成本较高。

插铣法是通过刀具的轴向运动实现高效切削的一种加工方法，采用插铣法进行零件粗加工具有较高的加工效率。如中国专利文献刊载的专利申请号CN201210078460.7，公开日2012年7月25日，发明名称“一种整体叶轮开槽插铣加工优化方法”以及李恬等在学术期刊《计算机集成制造系统》2010,16（8），P1696-1701上发表的论文“整体叶轮插铣粗加工算法”中都涉及采用插铣法进行零件粗加工的方法，但这些方法都不适用于飞机结构件槽腔特征。并且由于飞机结构件所包含槽腔特征的数量大，目前槽腔特征粗加工刀轨的程序编制主要采用手工选取几何元素和设置加工参数的方式，编程效率低下，导致加工周期长，效率不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的飞机结构件槽腔特征粗加工效率低的问题，提出了一种基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法，尤其是所提出飞机结构件槽腔特征高效粗加工刀轨自动生成方法，采用加工特征作为加工知识载体，实现刀轨生成的自动化，并采用插铣方法进行粗加工材料去除，极大地提高了飞机结构件粗加工效率。

本发明的技术方案是：

一种基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法，其特征是首先选用数控插铣加工作为粗加工手段，其次，以槽腔特征为基础自动生成粗加工刀轨以节约编程时间，提高加工效率；第三，将所生成的加工刀轨程序输入数控机床中进行机械粗加工。

所述的粗加工刀轨生成方法包括以下步骤：

步骤1：输入零件模型及零件特征信息；零件模型的输入方式是在CAM环境下打开零件的加工工艺模型，该模型中包含零件加工坐标系，零件特征信息是与该零件模型对应的特征文件，以自动读取的形式输入；

步骤2：人工选取需要生成粗加工刀轨的槽腔特征信息；在特征信息列表中通过鼠标点击选取需要粗加工的槽腔特征，也可以在零件模型中采用鼠标点击几何面的方式来确定需要粗加工的槽腔特征，通过比对所选几何面的标识值与槽腔特征信息列表中的各个槽腔特征所包含几何元素的标识值来实现槽腔特征定位；

步骤3：输入刀轨生成所需信息；粗加工刀轨生成信息包括安全平面SF，层安全高度s，底面粗加工余量BA和侧面粗加工余量SA、刀具直径D、纵向切深ZD、切宽YL、步长XL，主轴转速s信息；

步骤4：并生成槽腔特征的粗加工边界；

步骤5：计算槽腔特征中各子加工区域的粗加工刀位点，设置进给速度，生成粗加工轨迹；连接各子加工区域对应的粗加工轨迹，连接方式为直线连接，进给设为快速进给，生成整个槽腔特征的粗加工刀轨；

步骤6：采用侧铣加工方法，生成各子加工区域加工边界的侧铣加工轨迹，清除步骤5加工之后加工区域边界处形成的锯齿状残留。

在粗加工刀轨的槽腔特征信息生成时，若不进行槽腔特征的手动选取，将默认为需要生成零件所有槽腔特征的粗加工刀轨；

所述第四步的槽腔特征的粗加工边界的生成方法包含以下步骤：

步骤1：将槽腔特征包含的每一个底面和与其呈凹连接关系的槽腔侧面归为一个子加工区域，定义底面与其凹连接侧面的相交线为硬边界，其余边界为软边界；

步骤2：提取子加工区域所包含侧面S，将其投影至底面B上，得到投影区域OP，求出OP与B的相交区域I＝OP∩B，依次求出所有侧面对应的相交区域集合

n>0，n为子加工区域包含侧面的数量。子加工区域为

提取去Bo中的边界线，其中包含于或等于B中软边界的边界线仍为软边界，其余为硬边界。

所述的每一个子加工区域粗加工轨迹的生成方法为：

步骤1：计算参考加工刀位点；若加工边界中包含软界面，则参考刀位点计算方法为：

1）将子加工区域中所有硬边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后线段OB1，求OB1与该子加工区域软边界组成封闭相交区域OB2，OB2为最外层参考刀位轨迹的理论路径；对OB2按长度XL进行点位离散，得到最外圈刀位点；

2）将OB2在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点；

若加工边界中只包含硬边界，则底层参考刀位点计算方法为：将加工区域边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后封闭线段OB1，对OB1按步长XL进行点位离散，得到最外层参考刀位点。将OB1在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点；

步骤2：对步骤1所得参考刀位点进行调整。首先去除参考刀位点中的复刀位点。对所有参考刀位点进行排序处理，采用由内而外的原则，先加工内层刀位点，再逐层加工外层刀位点。选择最内层的某一刀位点为起始点，按照最小距离原则，对该层刀位点进行排序，外一层起始点选择与内层最后一个刀位点距离最近的点，再按照最小距离原则对该层刀位点进行排序，最后完成所有参考刀位点的排序；

步骤3：根据参考刀位点计算每一层的粗加工终止刀位点；计算方法如下：

1）将参考刀位点沿加工轴向向上偏置粗加工底面余量值BA，得到最底层粗加工终止刀位点，记作EPL;

2）计算底面至毛坯面的距离H，轴向终止刀位点的层数n为(H-BA)/ZD，若n为整数，则将EPL沿加工轴向向上逐层偏置n次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL；若n为非整数，则取n的整数部分N，将EPL沿轴向向上偏置(H-BA-ZD*N)，得到倒数第二层粗加工终止刀位点SPL，然后将该层刀位点沿轴向向上逐层偏置N次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL；

步骤:4：计算所有粗加工终止刀位点对应的粗加工起始刀位点，第i层插铣终止刀位点对应的插铣起始刀位点为第i+1层终止刀位点沿轴向向上偏置层安全高度s。由于最顶层插铣终止点在毛坯顶面上，因此舍去最顶层插铣终止点；

步骤5：将参考刀位点投影至安全平面SF上，得到抬刀位置点；

步骤6：根据以上步骤得到的点位信息生成每一个最小粗加工路径单元。该路径单元由抬刀点SP、粗加工起始刀位点S和粗加工终止刀位点F构成，其轨迹组成形式为SP->S->F->SP，其中SP->S段和F->SP段为快速进给，S->F段为加工进给；

步骤7：根据设定的走刀策略生成最终的粗加工轨迹。走刀策略包括径向优先策略和轴向优先策略。选择径向优先策略时，按轴向上的由高到低进行逐层加工，每一层上的插铣顺序按步骤2得到的参考点顺序。选择轴向优先策略时，按步骤2得到的参考点顺序进行插铣，每一个参考刀位点对应的加工位置加工到位之后再顺序加工下一参考刀位点；粗加工路径在径向上的连接为直线连接，进给设为快速进给方式。

本发明的有益效果：

本发明的方法较传统的层切法粗加工方法具有加工效率高、加工稳定性好和刀具损耗低的优点。并且能够有效解决手动编程时添加几何辅助点困难，编程效率低，编程工作量大、耗时长等问题，实例证明该方法在企业的实际应用中取得良好的效果，极大提高飞机结构件，尤其是难加工材料的粗加工效率和编程效率，缩短零件的生产周期，提高企业的经济效益。相对于现有的粗加工方法，本发明还具有如下明显优点：

（1）单位时间材料去除率高，可达到层切法加工数倍以上；

（2）刀具损耗小，加工成本低；

（3）加工轨迹生成速度快、效率高、实用性强。

附图说明

图1是本发明的飞机结构件高效粗加工轨迹生成方法流程。

图2是本发明的槽腔特征粗加工区域的加工边界示意图。B1和B2为该槽腔特征的两个底面，该槽腔特征包含两个自加工区域。{S1,S2,S3,S4,S5}为与B1呈凹连接关系的槽腔侧面，OP1为S1在B1面上的投影区域。{E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8}为B1对应自加工区域的粗加工加工边界，其中实线段{E1,E2,E3,E4,E5}为硬边界，虚线段{E6,E7,E8}为软边界。

图3是本发明的粗加工参考刀位点示意图。粗实线表示加工边界中的硬边界，粗虚线表示加工边界中的软边界，细实线表示各内层参考刀位轨迹的理论路径。T为刀具在底面上的投影，D/2为刀具半径，SA为刀具侧面粗加工余量，XL为设定步长，YL为切宽。

图4本发明的轴向各层刀位点生成策略示意图。图中B1和B2表示槽腔特征的两个底面，H1和H2分别为两个底面距顶面的高度。ZD为设定的切深，SA，BA分别为侧面和底面的粗加工余量。rp1和rp2分别为B1和B2上的两个粗加工参考刀位点，最底层刀位点为参考刀位点沿轴向Dir偏置底面加工余量BA得到，分别为p1和p4。n=（H-BA）/ZD表示纵向刀位点偏置次数，若n为整数，如B1处，n=2，将p1沿轴向Dir偏置2次，第i次偏置的偏置距离为i*ZD，分别得到p2,p3。若n为非整数，如B2处，取n的整数部分为N，将p4沿Dir方向偏置（H2-BA-N*ZD）距离，得到p5，将p5沿Dir方向偏置2次，第i次偏置的偏置距离为i*ZD，分别得到p6,p7。

图5是本发明的轴向各层刀位点求解及加工路径示意图。B1表示底面，BA为粗加工底面余量，rp1为参考刀位点，{p1,p2,p3}为轴向各层粗加工终止刀位点，ZD为轴向切深，SF为安全平面，sp为抬刀点，s为安全高度，p1’和p2’为p1和p2对应的粗加工起始刀位点，Z为轴向方向，带箭头直线1：G00，2：G01和3：G00表示加工点p2的一个基本粗加工路径单元，G00为快速进给，G01为加工进给。

图6是本发明的径向优先与轴向优先加工策略示意图。a为径向优先策略，p1,p2,p3分别为同一轴向层上的刀位点，径向优先策略是指加工完同一轴向层上的所有点之后，再向下加工下一层上的点。b为轴向优先策略，p1，p2为同一参考刀位点对应的一组轴向点，轴向优先策略是指依次去除每一个参考刀位点处的材料，沿轴向加工到位之后再按顺序加工其他参考刀位点处的材料。Z为轴向方向。

图7是本发明的粗加工残留材料清除处理示意图。T为加工刀具，{a,b,c,d}为一组粗加工边界，其中{a,b,c}为硬边界，d为软边界，SA为粗加工侧面余量，{a1,b1,c1}为{a,b,c}向内偏置SA得到的粗加工理论边界，采用方法进行粗加工之后，会在{a1,b1,c1}处形成如图a中阴影部分1,2处的锯齿残留。在图b中生成{a1,b1,c1}边界上的侧铣加工轨迹，箭头方向为逆时针加工方向，生成轨迹时切深和切宽需要根据侧铣加工要求来设置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-7所示。

一种基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法，它包括加工方法的选择以及粗加工刀轨程序的快速自动生成，本发明的流程图如图1所示，本发明首先选用数控插铣加工作为粗加工手段，其次，以槽腔特征为基础自动生成粗加工刀轨以节约编程时间，提高加工效率；第三，将所生成的加工刀轨程序输入数控机床中进行机械粗加工。

整个粗加工过程为：

步骤1：输入零件模型及零件特征信息。零件模型的输入方式是在CAM环境下打开零件的加工工艺模型，该模型中包含零件加工坐标系，零件特征信息是与该零件模型对应的特征文件，以自动读取的形式输入；

步骤2：选取需要生成粗加工刀轨的槽腔特征信息。在特征信息列表中通过鼠标点击选取需要粗加工的槽腔特征，也可以在零件模型中采用鼠标点击几何面的方式来确定需要粗加工的槽腔特征，通过比对所选几何面的标识值与槽腔特征信息列表中的各个槽腔特征所包含几何元素的标识值来实现槽腔特征定位。若不进行槽腔特征的手动选取，将默认为需要生成零件所有槽腔特征的粗加工刀轨；

步骤3：输入刀轨生成信息。粗加工刀轨生成信息包括安全平面SF，层安全高度s，底面粗加工余量BA和侧面粗加工余量SA、刀具直径D、纵向切深ZD、切宽YL、步长XL，主轴转速s等信息，如图3，4，5所示；

步骤4：自动提取槽腔特征的粗加工边界。粗加工区域自动创建方法包含以下步骤：

1）将槽腔特征包含的每一个底面和与其呈凹连接关系的槽腔侧面归为一个子加工区域，定义底面与其凹连接侧面的相交线为硬边界，其余边界为软边界，如图2中底面B1与侧面{S1，S2，S3，S4，S5}构成一个子加工区域，其中虚线段{E6,E7,E8}为软边界。

2）提取子加工区域所包含侧面S，将其投影至底面B上，得到投影区域OP，求出OP与B的相交区域I＝OP∩B，如图2中，侧面S1至底面B的投影区域为阴影部分区域OP1，I＝OP1∩B1＝OP1。依次求出所有侧面对应的相交区域集合

n>0，n为子加工区域包含侧面的数量。子加工区域为

如图2中{E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8}构成的封闭区域即为B1对应子加工区域的粗加工边界。提取粗加工边界Bo中的边界线，其中包含于或等于B中软边界的边界线仍为软边界，如图2中的Bo中包含的{E6,E7,E8}与B1中软边界{E6,E7,E8}重合，则Bo中的{E6,E7,E8}为软边界，Bo中其余边界为硬边界；

步骤5：计算槽腔特征中各子加工区域的粗加工刀位点，设置进给速度，生成粗加工轨迹。连接各子加工区域对应的粗加工轨迹，连接方式为直线连接，进给设为快速进给，生成整个槽腔特征的粗加工刀轨，具体实施步骤如下：

1）计算参考加工刀位点。若加工边界中包含软界面，则参考刀位点计算方法为：

a)将子加工区域中所有硬边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后线段OB1，求OB1与该子加工区域软边界组成封闭相交区域OB2，OB2为最外层参考刀位轨迹的理论路径。对OB2按步长XL进行点位离散，得到最外圈刀位点。如图3中，加工区域边界中硬边界包含线段{ab,bc,cd}，软边界为{de,ef,fg}，将硬边界向内偏置SA+D/2，得到{gh,hi,ij}，求与软边界的封闭边界区域，得到{gh,hi,ij,je,ef,fg}，该边界为最外层参考刀位轨迹的理论路径，对这些边界按步长XL进行离散，如gh离散得参考刀位点集合

b)将OB2在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点。如图3中对{gh,hi,ij,je,ef,fg}向内偏置切宽YL得{kl,lm,mn,no,op,pk}，对偏置后线段按XL进行离散，得到内层参考刀位点。

若加工边界中只包含硬边界，则底层参考刀位点计算方法为：将加工区域边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后封闭线段OB1，对OB1按步长XL进行点位离散，得到最外层参考刀位点。将OB1在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点。

2）对1）所得参考刀位点进行调整。首先去除参考刀位点中的复刀位点。对所有参考刀位点进行排序处理，采用由内而外的原则，先加工内层刀位点，再逐层加工外层刀位点。选择最内层的某一刀位点为起始点，按照最小距离原则，对该层刀位点进行排序，外一层起始点选择与内层最后一个刀位点距离最近的点，再按照最小距离原则对该层刀位点进行排序，最后完成所有参考刀位点的排序。

3）根据参考刀位点计算每一层的粗加工终止刀位点。计算方法如下：

a)将参考刀位点沿加工轴向向上偏置粗加工底面余量值BA，得到最底层粗加工终止刀位点，记作EPL，如图4中的p1和p4;

b)计算底面至毛坯面的距离H，轴向终止刀位点的层数n为(H-BA)/ZD，若n为整数，则将EPL沿加工轴向向上逐层偏置n次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL，如图4中B1上方的点p2和p3；若n为非整数，则取n的整数部分N，将EPL沿轴向向上偏置(H-BA-ZD*N)，得到倒数第二层粗加工终止刀位点SPL，如图4中B2上方的点p5,然后将该层刀位点沿轴向向上逐层偏置N次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL，如图4中B2上方的点p6和p7。

4）计算所有粗加工终止刀位点对应的粗加工起始刀位点，第i层插铣终止刀位点对应的插铣起始刀位点为第i+1层终止刀位点沿轴向向上偏置层安全高度s，如图5中p1和p2的起始点分别为p1’和p2’。由于最顶层插铣终止点在毛坯顶面上，因此舍去最顶层插铣终止点。

5）将参考刀位点投影至安全平面SF上，得到抬刀位置点，如图5中的参考点rp1对应的抬刀点为sp。

6）根据以上步骤得到的点位信息生成每一个最小粗加工路径单元。该路径单元由抬刀点SP、粗加工起始刀位点S和粗加工终止刀位点F构成，其轨迹组成形式为SP->S->F->SP，其中SP->S段和F->SP段为快速进给，S->F段为加工进给，如图5中的路径1->2->3，1=sp->p2’,2=p2’->p2,3=p2->sp，其中1,3段进给为G00，第2段进给为G01。

7）根据设定的走刀策略生成最终的粗加工轨迹。走刀策略包括径向优先策略和轴向优先策略。选择径向优先策略时，按轴向上的由高到低进行逐层加工，如图6a中，先加工完较高层上的p1，p2,p3，再进行较低层加工，每一层上的插铣顺序按步骤2得到的参考点顺序。选择轴向优先策略时，按步骤2得到的参考点顺序进行插铣，每一个参考刀位点对应的加工位置加工到位之后再顺序加工下一参考刀位点，如图6b中，先加工完p1，p2再进行下一个参考刀位点对应位置的粗加工。粗加工路径在径向上的连接为直线连接，进给设为快速进给方式。

步骤6：采用逆时针侧铣加工方法，生成各子加工区域加工边界的侧铣加工轨迹，清除步骤5加工之后加工区域边界处形成的锯齿状残留。侧铣加工的切深、切宽需要重新设定。如图7a所示，粗加工完成之后，a1,b1,c1处将形成一系列锯齿残留，如a1处阴影1和2所示，此时提取a1,b1,c1构成侧铣加工边界，生成逆时针侧铣加工轨迹，清除表面锯齿残留，如图7b所示。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种基于槽腔特征的飞机结构件高效粗加工方法，其特征是首先选用数控插铣加工作为粗加工手段，其次，以槽腔特征为基础自动生成粗加工刀轨以节约编程时间，提高加工效率；第三，将所生成的加工刀轨程序输入数控机床中进行机械粗加工。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的粗加工刀轨生成方法包括以下步骤：

步骤1：输入零件模型及零件特征信息；零件模型的输入方式是在CAM环境下打开零件的加工工艺模型，该模型中包含零件加工坐标系，零件特征信息是与该零件模型对应的特征文件，以自动读取的形式输入；

步骤2：人工选取需要生成粗加工刀轨的槽腔特征信息；在特征信息列表中通过鼠标点击选取需要粗加工的槽腔特征，也可以在零件模型中采用鼠标点击几何面的方式来确定需要粗加工的槽腔特征，通过比对所选几何面的标识值与槽腔特征信息列表中的各个槽腔特征所包含几何元素的标识值来实现槽腔特征定位；

步骤3：输入刀轨生成所需信息；粗加工刀轨生成信息包括安全平面SF，层安全高度s，底面粗加工余量BA和侧面粗加工余量SA、刀具直径D、纵向切深ZD、切宽YL、步长XL，主轴转速s信息；

步骤4：并生成槽腔特征的粗加工边界；

步骤5：计算槽腔特征中各子加工区域的粗加工刀位点，设置进给速度，生成粗加工轨迹；连接各子加工区域对应的粗加工轨迹，连接方式为直线连接，进给设为快速进给，生成整个槽腔特征的粗加工刀轨；

步骤6：采用侧铣加工方法，生成各子加工区域加工边界的侧铣加工轨迹，清除步骤5加工之后加工区域边界处形成的锯齿状残留。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是在粗加工刀轨的槽腔特征信息生成时，若不进行槽腔特征的手动选取，将默认为需要生成零件所有槽腔特征的粗加工刀轨。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述第四步的槽腔特征的粗加工边界的生成方法包含以下步骤：

步骤1：将槽腔特征包含的每一个底面和与其呈凹连接关系的槽腔侧面归为一个子加工区域，定义底面与其凹连接侧面的相交线为硬边界，其余边界为软边界；

步骤2：提取子加工区域所包含侧面S，将其投影至底面B上，得到投影区域OP，求出OP与B的相交区域I＝OP∩B，依次求出所有侧面对应的相交区域集合

n>0，n为子加工区域包含侧面的数量。子加工区域为

提取去Bo中的边界线，其中包含于或等于B中软边界的边界线仍为软边界，其余为硬边界。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的每一个子加工区域粗加工轨迹的生成方法为：

步骤1：计算参考加工刀位点；若加工边界中包含软界面，则参考刀位点计算方法为：

1）将子加工区域中所有硬边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后线段OB1，求OB1与该子加工区域软边界组成封闭相交区域OB2，OB2为最外层参考刀位轨迹的理论路径；对OB2按长度XL进行点位离散，得到最外圈刀位点；

2）将OB2在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点；

若加工边界中只包含硬边界，则底层参考刀位点计算方法为：将加工区域边界在底面上向内偏置距离O1，O1为粗加工侧面余量SA与刀具半径D/2之和，得到偏置后封闭线段OB1，对OB1按步长XL进行点位离散，得到最外层参考刀位点。将OB1在底面上逐层向内偏置，直至偏置结果为空，每次偏置大小为切宽YL。分别将得到的偏置边界按长度XL进行点位离散，得到各内层上的参考刀位点；

步骤2：对步骤1所得参考刀位点进行调整。首先去除参考刀位点中的复刀位点。对所有参考刀位点进行排序处理，采用由内而外的原则，先加工内层刀位点，再逐层加工外层刀位点。选择最内层的某一刀位点为起始点，按照最小距离原则，对该层刀位点进行排序，外一层起始点选择与内层最后一个刀位点距离最近的点，再按照最小距离原则对该层刀位点进行排序，最后完成所有参考刀位点的排序；

步骤3：根据参考刀位点计算每一层的粗加工终止刀位点；计算方法如下：

1）将参考刀位点沿加工轴向向上偏置粗加工底面余量值BA，得到最底层粗加工终止刀位点，记作EPL;

2）计算底面至毛坯面的距离H，轴向终止刀位点的层数n为(H-BA)/ZD，若n为整数，则将EPL沿加工轴向向上逐层偏置n次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL；若n为非整数，则取n的整数部分N，将EPL沿轴向向上偏置(H-BA-ZD*N)，得到倒数第二层粗加工终止刀位点SPL，然后将该层刀位点沿轴向向上逐层偏置N次，每次偏置距离为ZD，得到对应层的插铣终止刀位点LPL；

步骤:4：计算所有粗加工终止刀位点对应的粗加工起始刀位点，第i层插铣终止刀位点对应的插铣起始刀位点为第i+1层终止刀位点沿轴向向上偏置层安全高度s。由于最顶层插铣终止点在毛坯顶面上，因此舍去最顶层插铣终止点；

步骤5：将参考刀位点投影至安全平面SF上，得到抬刀位置点；

步骤6：根据以上步骤得到的点位信息生成每一个最小粗加工路径单元。该路径单元由抬刀点SP、粗加工起始刀位点S和粗加工终止刀位点F构成，其轨迹组成形式为SP->S->F->SP，其中SP->S段和F->SP段为快速进给，S->F段为加工进给；

步骤7：根据设定的走刀策略生成最终的粗加工轨迹。走刀策略包括径向优先策略和轴向优先策略。选择径向优先策略时，按轴向上的由高到低进行逐层加工，每一层上的插铣顺序按步骤2得到的参考点顺序。选择轴向优先策略时，按步骤2得到的参考点顺序进行插铣，每一个参考刀位点对应的加工位置加工到位之后再顺序加工下一参考刀位点；粗加工路径在径向上的连接为直线连接，进给设为快速进给方式。

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