CN103331467A - 一种曲面圆弧结构件加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种曲面圆弧结构件加工方法，其满足下述要求：（1）使用成型铣刀作为加工刀具；（2）保证成型铣刀刀具R角位置同曲面圆弧R角位置完全重合；（3）成型铣刀控制点的定义应为R角两侧切线结构在刀具内部的交点；（4）在建立工序模型时应将曲面圆弧抑制以保证刀具接触位置为尖边，编程环境中刀具半径值的设定应为成型铣刀回转中心至成型铣刀控制点的距离；（5）由于成型铣刀在实际加工中的对刀点并不与编程中刀具驱动点一致，因此在程序输出过程中应考虑刀长方向的点位偏置。本发明能保证尺寸精度并大幅度提高加工效率；在降低劳动者工作强度的同时摆脱了普通加工方式的落后局面。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，特别提供了一种曲面圆弧结构件加工方法。
背景技术
在零件内侧弧型面与直面交接处的圆角结构称之为曲面圆弧结构，整体结构呈3维形态。曲面圆弧的加工因其在弧面上形成倒圆，点位始终处于变化，即无法使用相同深度值进行加工的结构特点；加工设备不能直接从内部进行加工的结构限制；加工经验匮乏，使得加工能力一直处于落后水平，未能实现真正意义上的数控加工，尺寸仍需要借助普通方法进行保证，生产效率低成本高加工质量差。
人们迫切希望获得一种技术效果优良的曲面圆弧结构件加工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果优良的曲面圆弧结构件加工方法。改变曲面圆弧结构一直以来依赖普通方法保证的尴尬局面，通过采用全新的加工策略有效提高加工效率、零件质量，并实现降低劳动者工作强度和降低成本的目的。
本发明提供了一种曲面圆弧结构件加工方法，其特征在于：其满足下述要求：
（1）使用成型铣刀作为加工刀具，曲面圆弧加工过程中若使用普通刀具，那么加工设备就必须配备其它与之配套的设备结构部件，只有在结构部件完好的状态下才能够进行零件加工，这样增加了加工的必要条件，降低了生产效率。因此加工曲面圆弧时应尽量选择成型铣刀；成型铣刀应当满足曲面圆弧的R值要求，同时应在保证刀具强度的基础上刀具悬长满足设计要求，R型两侧的设计应为圆弧点切向延展方式；
（2）成型铣刀与曲面圆弧的位置关系满足下述要求：准确绘制零件截面同刀具截面间的位置关系，保证刀具R角位置同曲面圆弧R角位置完全重合；参见图1；
（3）成型铣刀控制点满足下述要求：在编制加工程序清单时，由于点位随型面的变化而不断变化，点位坐标值不易控制，因此数控程序的编制必须借用高级编程软件；在编制过程中控制点的合理定义能有效地将二维位置关系同编程软件衔接起来，编程方式一致，产生关联的数据信息；控制点的定义应为R角两侧切线结构在刀具内部的交点，该位置设定为控制点更便于在高级编程软件中对驱动点的理解与调整；参见图2；
（4）加工轨迹的生成：目前数控编程选用UG等高级编程软件，在建立工序模型时应将曲面圆弧抑制以保证刀具接触位置为尖边，同时编程时采用边界固定轴编程方式；
编程环境中刀具半径值的设定应为成型铣刀回转中心至成型铣刀控制点的距离；按照以上说法进行刀具直径，编程方法的选定后，此时显示的为棒铣刀铣加工内侧边沿，所生成的轨迹已经近似为控制点所在截面中心点的程序轨迹。参见图3；
（5）转换为实际刀具驱动点的数控程序输出：由于成型铣刀在实际加工中的对刀点并不与编程中刀具驱动点一致，因此在程序输出过程中应考虑刀长方向的点位偏置。
所述曲面圆弧结构件加工方法，其特征在于：所述曲面圆弧结构件加工方法还满足下述要求：
结合图1-5作详细说明及结合图说明一切动作过程：
通过分析成型刀切削点特性，2维刀具控制点数值提取，数控编程时采用采点与特殊点位输出控制技术，完成3维圆弧曲面R型加工；具体要求是：
首先选用与空间圆弧结构近似的成型铣刀，根据二维刀具结构图确定成型铣刀正常加工状态下与零件加工区域间的位置关系，而后在二维结构图中选定成型铣刀控制点，这也是确定UG环境中刀具半径的依据，而后据此采用UG软件生成依据该控制点的程序点位，再通过转换刀长方向数值形成对应实际刀具驱动点的程序点位。
本发明所述曲面圆弧的加工采用该项技术，通过分析成型刀切削点特性，采用全新的加工策略实现曲面圆弧结构的加工。本发明在保证尺寸精度的同时，大幅度提高加工效率。另外，在降低劳动者工作强度的同时，更摆脱了普通加工方式的落后局面。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为刀具R角位置同曲面圆弧R角位置完全重合的关系原理图；
图2为成型铣刀控制点示意图；
图3为加工轨迹生成的原理图；
图4为通过刀具补偿进行刀具驱动点转换的原理示意简图；
图5为曲面圆弧结构件加工方法技术方案原理示意图。
具体实施方式
实施例1
一种曲面圆弧结构件加工方法，其满足下述要求：
（1）使用成型铣刀作为加工刀具，曲面圆弧加工过程中若使用普通刀具，那么加工设备就必须配备其它与之配套的设备结构部件，只有在结构部件完好的状态下才能够进行零件加工，这样增加了加工的必要条件，降低了生产效率。因此加工曲面圆弧时应尽量选择成型铣刀；成型铣刀应当满足曲面圆弧的R值要求，同时应在保证刀具强度的基础上刀具悬长满足设计要求，R型两侧的设计应为圆弧点切向延展方式；
（2）成型铣刀与曲面圆弧的位置关系满足下述要求：准确绘制零件截面同刀具截面间的位置关系，保证刀具R角位置同曲面圆弧R角位置完全重合；参见图1；
（3）成型铣刀控制点满足下述要求：在编制加工程序清单时，由于点位随型面的变化而不断变化，点位坐标值不易控制，因此数控程序的编制必须借用高级编程软件；在编制过程中控制点的合理定义能有效地将二维位置关系同编程软件衔接起来，编程方式一致，产生关联的数据信息；控制点的定义应为R角两侧切线结构在刀具内部的交点，该位置设定为控制点更便于在高级编程软件中对驱动点的理解与调整；参见图2；
（4）加工轨迹的生成：目前数控编程选用UG等高级编程软件，在建立工序模型时应将曲面圆弧抑制以保证刀具接触位置为尖边，同时编程时采用边界固定轴编程方式；
编程环境中刀具半径值的设定应为成型铣刀回转中心至成型铣刀控制点的距离；按照以上说法进行刀具直径，编程方法的选定后，此时显示的为棒铣刀铣加工内侧边沿，所生成的轨迹已经近似为控制点所在截面中心点的程序轨迹。参见图3；
（5）转换为实际刀具驱动点的数控程序输出：由于成型铣刀在实际加工中的对刀点并不与编程中刀具驱动点一致，因此在程序输出过程中应考虑刀长方向的点位偏置。
所述曲面圆弧结构件加工方法，其特征在于：所述曲面圆弧结构件加工方法还满足下述要求：
结合图1-5作详细说明及结合图说明一切动作过程：
通过分析成型刀切削点特性，2维刀具控制点数值提取，数控编程时采用采点与特殊点位输出控制技术，完成3维圆弧曲面R型加工；具体要求是：
首先选用与空间圆弧结构近似的成型铣刀，根据二维刀具结构图确定成型铣刀正常加工状态下与零件加工区域间的位置关系，而后在二维结构图中选定成型铣刀控制点，这也是确定UG环境中刀具半径的依据，而后据此采用UG软件生成依据该控制点的程序点位，再通过转换刀长方向数值形成对应实际刀具驱动点的程序点位。
本实施例所述曲面圆弧的加工采用该项技术，通过分析成型刀切削点特性，采用全新的加工策略实现曲面圆弧结构的加工。本实施例在保证尺寸精度的同时，大幅度提高加工效率。另外，在降低劳动者工作强度的同时，更摆脱了普通加工方式的落后局面；其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
Claims (2)
1.一种曲面圆弧结构件加工方法，其特征在于：其满足下述要求：
（1）使用成型铣刀作为加工刀具，成型铣刀应当满足曲面圆弧的R值要求，同时应在保证刀具强度的基础上刀具悬长满足设计要求，R型两侧的设计应为圆弧点切向延展方式；
（2）成型铣刀与曲面圆弧的位置关系满足下述要求：保证刀具R角位置同曲面圆弧R角位置完全重合；
（3）成型铣刀控制点满足下述要求：控制点的定义应为R角两侧切线结构在刀具内部的交点；
（4）加工轨迹的生成：在建立工序模型时应将曲面圆弧抑制以保证刀具接触位置为尖边；编程环境中刀具半径值的设定应为成型铣刀回转中心至成型铣刀控制点的距离；
（5）由于成型铣刀在实际加工中的对刀点并不与编程中刀具驱动点一致，因此在程序输出过程中应考虑刀长方向的点位偏置。
2.按照权利要求1所述曲面圆弧结构件加工方法，其特征在于：所述曲面圆弧结构件加工方法还满足下述要求：
通过分析成型刀切削点特性，2维刀具控制点数值提取，数控编程时采用采点与特殊点位输出控制技术，完成3维圆弧曲面R型加工；具体要求是：首先选用与空间圆弧结构近似的成型铣刀，根据二维刀具结构图确定成型铣刀正常加工状态下与零件加工区域间的位置关系，而后在二维结构图中选定成型铣刀控制点，而后据此生成依据该控制点的程序点位，再通过转换刀长方向数值形成对应实际刀具驱动点的程序点位。
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