CN104460500A - 一种特型圆弧加工方法 - Google Patents

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郝卓
陈亚莉
孙玉民
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control

Abstract

本发明一种特型圆弧加工方法，属于机械制造领域，本发明通过分析成型刀切削点特性，采用全新的加工方法实现曲面圆弧结构的加工；实现从原有的钳修保证到完全的数控加工，在保证尺寸精度的同时，在生产效率上有了大幅度的提高，而且在加工质量、表面光度方面也得到了有效保证，在降低劳动者工作强度的同时，更摆脱了旧加工方式的落后局面。

Description

一种特型圆弧加工方法
技术领域
本发明属于机械制造领域，具体涉及一种特型圆弧加工方法。
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；目前，曲面圆弧的加工因其在弧面上形成倒圆，控制点位始终处于变化，因此无法使用相同深度值进行加工，加工设备不能直接从内部进行加工；由于始终未完全采用数控设备进行加工，导致数控加工经验、策略的严重匮乏，并由于生产效率等因数的制约，特型圆弧加工一直处于落后水平，未能实现真正意义上的数控加工，尺寸仍需要借助钳修进行保证，生产效率低成本高加工质量差。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提出一种特型圆弧加工方法，以达到采用全新的加工方法有效提高加工效率、零件质量，降低成本及劳动者工作强度的目的。
一种特型圆弧加工方法，包括以下步骤：
步骤1、根据延伸机匣观察窗的内壁的半径选择所需铣刀；
步骤2、在画图软件中构建被加工零件和所需铣刀的模型，并将铣刀模型与延伸机匣观察窗的内壁对应放置；
步骤3、确定延伸机匣观察窗的内壁两端渐变为直线的两个边界点，分别过两点做圆弧的切线，获取量切线的交点；
步骤4、确定切线交点与铣刀驱动面之间的距离、切线交点与铣刀中心线之间的距离；
步骤5、在UG软件中，以切线交点与铣刀中心线之间的距离作为铣刀的半径，以切线交点为顶点，以两切线为边做圆弧的尖边模型；
步骤6、将圆弧的尖边模型作为加工轮廓，采用固定轴加工方式，在UG软件中形成加工轨迹；
步骤7、根据切线交点与铣刀驱动面之间的距离对加工轨迹进行修正，即使铣刀沿刀长向被加工零件中心方向进行补偿，获得最终加工轨迹；
步骤8、根据获取的最终加工轨迹控制机床，对延伸机匣观察窗的内壁进行加工。
所述的特型圆弧为零件内侧弧型面与直面交接处的圆角结构。
本发明优点：
本发明一种特型圆弧加工方法，该项技术通过分析成型刀切削点特性，采用全新的加工方法实现曲面圆弧结构的加工；实现从原有的钳修保证到完全的数控加工，在保证尺寸精度的同时，在生产效率上有了大幅度的提高，而且在加工质量、表面光度方面也得到了有效保证，在降低劳动者工作强度的同时，更摆脱了旧加工方式的落后局面。
附图说明
图1是本发明一种实施例的特型圆弧加工方法流程图；
图2是本发明一种实施例的成型铣刀与零件内壁圆弧位置关系示意图；
图3是本发明一种实施例的成型铣刀控制点示意图；
图4是本发明一种实施例的铣刀轨迹示意图；
图5是本发明一种实施例的实际加工对刀点示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
特型圆弧为零件内侧弧型面与直面交接处的圆角结构，本发明实施例中，对延伸机匣观察窗的内壁进行加工，方法流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、根据延伸机匣观察窗内壁的半径选择所需铣刀；
本发明实施例中，加工曲面圆弧时选择成型铣刀，成型铣刀的选择应当满足曲面圆弧的R值要求，同时应在保证刀具强度的前提下选择尽量长的悬长，R型两侧的设计应为圆弧点切向延展方式；本发明实施例中，所选成型铣刀刀头直径为23mm。
步骤2、在CAD画图软件中构建延伸机匣观察窗和所需铣刀的模型，并将铣刀模型与延伸机匣观察窗的内壁对应放置；
如图2所示，本发明实施例中，在CAD画图软件中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，图2中，①为曲面圆弧，②为成型铣刀，③为零件内壁圆弧(实际直径)；
步骤3、确定延伸机匣观察窗的内壁两端渐变为直线的两个边界点，分别过两点做圆弧的切线，获取量切线的交点；
如图3所示，本发明实施例中，由于控制点位随型面的变化不断变化，因此控制点的合理定义能有效地将二维位置关系同软件衔接起来，产生关联的数据信息，本发明实施例中，控制点的定义为R角两侧切线结构在刀具内部的交点a，该位置设定为控制点更便于在软件中对驱动点的调整；
步骤4、确定切线交点与铣刀驱动面之间的距离、切线交点与铣刀中心线之间的距离；
步骤5、在UG软件中，以切线交点与铣刀中心线之间的距离作为铣刀的半径，以切线交点为顶点，以两切线为边做圆弧的尖边模型；
步骤6、将圆弧的尖边模型作为加工轮廓，采用固定轴加工方式，在UG软件中形成加工轨迹；
本发明实施例中选用UG软件，在建立工序模型时，将曲面圆弧屏蔽，保证刀具接触位置为尖边，同时采用边界固定轴加工方式，刀具半径值的设定为成型铣刀回转中心至曲面圆弧内侧的距离，此时虽然显示的为棒铣刀铣加工内侧边沿，但所生成的轨迹已经近似为控制点所在截面中心驱动点的程序轨迹，如图4所示；
步骤7、根据切线交点与铣刀驱动面之间的距离对加工轨迹进行修正，即使铣刀沿刀长向被加工零件中心方向进行补偿，获得最终加工轨迹；
如图5所示，成型铣刀在实际加工中的对刀点b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；本发明实施例中，铣刀沿刀长向被加工零件中心方向补偿量为5.35mm；
步骤8、根据获取的最终加工轨迹控制机床，对延伸机匣观察窗的内壁进行加工。
本发明实施例中，加工的成型铣刀转速为S200，进给为F20。

Claims (2)

1.一种特型圆弧加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据被加工零件特型圆弧的半径选择所需铣刀；
步骤2、在画图软件中构建被加工零件和所需铣刀的模型，并将铣刀模型与被加工零件特型圆弧对应放置；
步骤3、确定被加工零件特型圆弧两端渐变为直线的两个边界点，分别过两点做圆弧的切线，获取量切线的交点；
步骤4、确定切线交点与铣刀驱动面之间的距离、切线交点与铣刀中心线之间的距离；
步骤5、在UG软件中，以切线交点与铣刀中心线之间的距离作为铣刀的半径，以切线交点为顶点，以两切线为边做圆弧的尖边模型；
步骤6、将圆弧的尖边模型作为加工轮廓，采用固定轴加工方式，在UG软件中形成加工轨迹；
步骤7、根据切线交点与铣刀驱动面之间的距离对加工轨迹进行修正，即使铣刀沿刀长向被加工零件中心方向进行补偿，获得最终加工轨迹；
步骤8、根据获取的最终加工轨迹控制机床，对被加工零件特型圆弧进行加工。
2.根据权利要求1所述的特型圆弧加工方法，其特征在于，所述的特型圆弧为零件内侧弧型面与直面交接处的圆角结构。
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