CN110102978A - 大型型腔板材的布线孔机械加工方法 - Google Patents

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Abstract

大型型腔板材的布线孔机械加工方法属于大型组合焊接型腔板材的布线孔机械加工方法领域,该方法是以锐角半圆槽的中垂面Y向坐标值来重新确定梯形形清除区核心机加工参数的全新方法,其依据型腔板材所固有的锐角半圆槽中垂面坐标值重新确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,据此作为数控铣床的新加工尺寸控制参数,从而使本发明所确定的加工区域边缘不会出现在每条立筋上,避免伤及立筋。

Description

大型型腔板材的布线孔机械加工方法
技术领域
本发明属于大型组合焊接型腔板材的布线孔机械加工方法领域,具体涉及一种大型型腔板材的布线孔机械加工方法。
背景技术
中垂面是通过几何体底面中轴线的竖直平面,其是指能将对称的几何体沿竖直方向等分成镜像对称的两部分的剖面。如图1至图3所示,轨道客车的地板是由多块型腔板材拼合焊接形成的整体大部件,(图1中,仅示意出地板整体大部件的左半部分,其关于XOZ面镜像对称的右半部分未示出),通常,以地板整体大部件的中垂面作为其XZ轴的直角坐标系基准面,并以地板整体大部件的上端面作为其XY轴的直角坐标系基准面。
单块的型腔板材包括上面板2、下面板7、多条斜筋板3、多个锐角圆弧槽4和两条立筋1,上面板2、下面板7和两条立筋1四者共同构成一个中空的矩形方盒体,多条斜筋板3按照近似于三角锯齿波的形状阵列排布,每两个临近的斜筋板3的下端根部均按约60度的夹角与下面板7上的一个对应的锐角半圆槽4相切并固连;每两个临近的斜筋板3的上端交点则与上面板2的下端面固连,从而将的矩形方盒体内腔分割成多个近似于正三角形的小型腔;而立筋1与其临近的斜筋板3则与上面板2或下面板7共同构成直角三角形的小型腔。如图4至图9所示,相邻的两块型腔板材的方盒体边缘彼此通过插接的结构形式彼此拼合焊接,其二者各自的上面板2或下面板7彼此对应拼合形成上端面或下端面的插接焊缝M。
如图3至图9所示,在多块型腔板材均完成拼合焊接并形成地板整体大部件之后,还需根据图纸的设计要求,在整体大部件上端面的不同位置开设多个布线孔,开孔采用刀具半径为R的钻铣削工具。
开设布线孔的设计要求为:
要求1、布线孔在XY平面上的投影是沿X轴宽度值为W的矩形理论投影区域,其布线孔矩形理论投影区域的几何中心点O1的横轴理论坐标值X1是工艺给定的已知数,开孔区域内的边缘不在任何插接焊缝M之内;
要求2、对于在XY向上的理论位置距离立筋1较远的布线孔而言,其实际的铣削加工区域体现为常规梯形四棱柱清除区;对于在XOY平面内的理论位置毗邻立筋1的布线孔而言,其实际的铣削加工区域体现为直角梯形四棱柱清除区。所述常规梯形四棱柱清除区和直角梯形四棱柱清除区二者在平行于YOZ平面上的横断面均为倒置的梯形结构,其二者梯形的下底边线均位于上面板2所在的较高位置上,而二者梯形的上底则均位于临近下面板7的较低位置。常规梯形四棱柱清除区的三维空间结构是由其常规梯形横断面Q沿X轴运动所形成的常规梯形四棱柱,直角梯形四棱柱清除区的三维空间结构则是由其直角梯形横断面P沿X轴运动所形成的直角梯形四棱柱。
如图5至图10所示,常规梯形横断面Q下底的近端到地板整体大部件中垂面XOZ的Y向理论距离值为B(以下简称常规梯形下底近端Y向理论坐标值B),其下底的远端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为A(以下简称常规梯形下底远端Y向理论坐标值A),该常规梯形下底的宽度值L1=A-B;常规梯形横断面Q上底的近端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为C(以下简称常规梯形上底近端Y向理论坐标值C),其上底的远端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为D(以下简称常规梯形上底远端Y向理论坐标值D),该常规梯形上底的宽度值L2=D-C。直角梯形横断面P下底的近端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为E(以下简称直角梯形下底近端Y向理论坐标值E),其下底的远端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为F(以下简称直角梯形下底远端Y向理论坐标值F),该直角梯形下底的宽度值L3=|F-E|;直角梯形横断面P上底的远端到地板整体大部件中垂面XOZ的端Y向理论距离值为G(以下简称直角梯形上底远端Y向理论坐标值G),其上底的近端到地板整体大部件中垂面XOZ的理论距离值为U(以下简称直角梯形上底近端Y向理论坐标值U),该直角梯形上底的宽度值L4=|G-U|。直角梯形包括G=F即直角在远端时的直角梯形结构,以及U=E即直角在近端时的直角梯形结构,其中,图8中示出的是U=E时的直角梯形结构。
要求3、如图5所示,落入常规梯形四棱柱清除区或直角梯形梯形四棱柱清除区范围内的斜筋板3均视为需剔除斜筋板3-1,而原本沿X轴整体连续的斜筋板3在其需剔除斜筋板3-1被加工去除之后,其沿X轴向残余部分则记作残余斜筋3-2。如图7所示,型腔地板上与常规梯形四棱柱清除区相对应的位置在其需剔除斜筋板3-1完全被清除之后,生成常规梯形布线孔6;型腔地板上与直角梯形四棱柱清除区相对应的位置在其需剔除斜筋板3-1完全被清除之后,生成直角梯形布线孔5。常规梯形布线孔6和直角梯形布线孔5二者沿Z轴方向的深度均为D0,且其二者的深度并不触及下面板7的上端面,即:需剔除斜筋板3-1根部需依然保留其在下面板7上对应锐角半圆槽4。
按照公知的机加工工艺方法,在宽大板材上的钻孔、开槽等工艺均可先由雷尼绍尺寸测量系统根据布线孔的图纸理论参数而对应在实际工件上进行测绘,将实际尺寸测量值、刀具半径值和槽孔加工深度值等关键参数均对应输入到数控铣床的控制系统中,此后,由数控铣床自动完成加工。
然而,由于轨道客车的地板是由多块型腔板材联合插接组焊而形成的整体大部件,其插接焊缝M均会产生配合公差和焊接变形误差,各条插接焊缝M最终沿Y轴方向所形成的尺寸累计误差值较大且难以预估。同时,虽然每种列车车型所采用的单块的型腔板材的结构和尺寸均是已知和确定的,但不同类型型腔板材的厚度、斜筋倾斜角度和斜筋数量却不尽相同;这导致不同列车车型往往采用了完全不同类型的型腔板材。上述的两个尺寸变形因素共同造成多种车型的各种地板尺寸完全不具备已知或可寻的尺寸规律。如图5所示,若直接按照地板大部件的理论尺寸参数和布线孔开孔位置的图纸理论参数对插接组焊完成后的地板整体大部件进行机加工,则累计误差偏移量为△Y立筋1可能在Z向深度的加工过程中被部分去除甚至完全清除。
为此,现有轨道客车型腔地板的开孔工序不得不对插接组焊完成后的地板整体大部件进行大量的尺寸测绘和误差计算,根据其当前所对应类型的型腔板材上各条插接焊缝M的实际Y轴位置以及该焊缝及其邻近立筋1的实际间距值,共同计算和确定出其每条立筋1的实际Y坐标值及其累计误差偏移量为△Y,才能作为加工尺寸控制参数,供数控铣床的控制系统使用。
另一方面,数控铣床的铣刀为轴向旋转切削和径向平移时的铣削方式,此方式较为适用于密度均匀的实体金属板材,但在型腔板材中,空腔和筋板的分布结构导致其密度分布不均,一旦三角形的型腔结构遭到破坏,其力学结构强度随之迅速下降。
理论上的轨道客车型腔地板布线孔的数控铣床开孔工序分为两个核心步骤,如图12和图13所示,核心步骤一,数控铣床率先清除常规梯形四棱柱清除区或直角梯形四棱柱清除区对应区域内的上面板2,从而分别对应形成常规梯形对应端盖去除区Q1和直角梯形对应端盖去除区P1;核心步骤二:如图14所示数控铣床再按照铣床领域公知的钻孔循环POCKET3模式进一步完成常规梯形四棱柱清除区的梯形上底宽度L2范围以及直角梯形四棱柱清除区的梯形上底宽度L4范围内各自对应区域的需剔除斜筋板3-1的加工深度为D0的铣削清除作业,而按照钻孔循环POCKET3模式的基本设定,其铣刀在XOY平面内按近似于回形针的螺旋形状由内向外逐渐拓展其加工半径的外缘边界,且铣刀的径向平移进给量通常设定为刀具半径R的66.6%。然而,由于型腔结构失去顶部上面板2的固定后,其力学结构的三角形稳定性在前述核心步骤一中遭到破坏,且需剔除斜筋板3-1在铣刀切削的过程仅由根部与锐角半圆槽4保持连接,因此造成需剔除斜筋板3-1不再稳固,而更易于在铣刀的轴向旋转切向力作用下发生沿Y轴方向的偏移晃动,这种加工过程中的晃动作用,会与铣刀自身的径向平移进给运动共同,并造成结构失稳的需剔除斜筋板3-1发生较为严重的非弹性形变,进而,在需剔除斜筋板3-1全部清除后,如图5所示的需保留下来的残余斜筋3-2会Y向偏移形变,并形成发生图10所示的弯折变形斜筋3-2-1。
为了保障斜筋板3结构强度和避免弯折变形斜筋3-2-1的产生,现有轨道客车型腔地板的实际开孔工序只能采用如下方式:实际步骤一,依然采用数控铣床率先清除常规梯形四棱柱清除区或直角梯形四棱柱清除区对应区域内的上面板2;实际步骤二:对于上面板2裸露出来的全部需剔除斜筋板3-1,均采用操作员用手持式电动打磨切削工具进行手动去除,由于手持式电动打磨切削工具的功率刀具半径较小且输出功率较低,并且其在人工作业时的横向铣削进给量更加精确,因此可以较好地避免残余斜筋3-2在加工过程中所受到的偏移冲击力及其持续时间,从而基本杜绝弯折变形斜筋3-2-1的产生,进而保障残余斜筋3-2不会发生偏移变形,确保了保障斜筋板3结构强度和型腔地板的产品质量。
但是,轨道客车的型腔地板是长度数十米的宽大部件,其所需的开设布线孔数量繁多,由人工手动清除需剔除斜筋板3-1的加工方式,其劳动强度大、对作业人员的操作技能要求高、作业效率非常低下,因此难以满足批量生产的工艺需求。
发明内容
为了解决现有轨道客车型腔地板的开孔作业工序需要对插接组焊完成后的地板整体大部件进行大量的尺寸测绘和误差计算,根据其当前所对应类型的型腔板材上各条插接焊缝M的实际Y轴位置以及该焊缝及其邻近立筋的实际间距值,共同计算和确定出其每条立筋的实际Y坐标值及其累计误差偏移量,才能作为加工尺寸控制参数,供数控铣床的控制系统使用;以及为了保障斜筋板结构强度和避免弯折变形斜筋的产生,现有工艺仅采用数控铣床完成上面板的铣削作业,而其余大量的需剔除斜筋板只能由熟练操作员采用效率低下的人工作业清除方式,进而造成数控铣床的高效性能无法在穿线型腔开孔的加工过程中充分发挥,并导致生产效率受到工艺瓶颈制约技术问题,本发明提供一种穿线型腔开孔的机加工方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
大型型腔板材的布线孔机械加工方法,其包括如下步骤:
步骤一:数控铣床的控制系统根据预先输入的大型型腔板材布线孔的图纸理论设计参数,判定当前待加工布线孔的梯形四棱柱清除区是常规梯形四棱柱还是直角梯形四棱柱,其具体方法为:若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值等于该梯形下底远端Y向理论坐标值,或者,当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为直角梯形四棱柱;若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值小于该梯形下底远端Y向理论坐标值,且当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值小于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为常规梯形四棱柱;
步骤二:通过雷尼绍测绘系统测量大型型腔板材的各个锐角半圆槽的位置和直径,并根据所测得的数据自动求出各个锐角半圆槽的轴线在Y轴方向上的坐标值,从而分别获得各个锐角半圆槽中垂面K的Y向坐标值依次为:Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn,并将所述各个锐角半圆槽中垂面K的Y向坐标值作为布线孔实际开孔位置的新参考基准;其中,i、a、b、n均为自然数,且i>1,n>b>a>2,Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤三:确定当前待加工布线孔的梯形上底远端、近端边界点的坐标值,以及梯形上底的宽度,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为常规梯形四棱柱时,执行步骤3.1,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为直角梯形四棱柱时,执行步骤3.2,其具体包括如下子步骤:
步骤3.1:分别将常规梯形下底远端Y向理论坐标值A、常规梯形下底近端Y向理论坐标值B与步骤二中的各个锐角半圆槽中垂面的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<A<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<B<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,常规梯形上底的宽度L2=Yb-Ya,然后执行步骤四;
步骤3.2:分别将直角梯形下底远端Y向理论坐标值F、直角梯形下底近端Y向理论坐标值E与步骤二中的各个锐角半圆槽中垂面的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<F<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<E<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,直角梯形上底的宽度L4=Yb-Ya,然后执行步骤五;
步骤四:求解当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点XY坐标值及其Z向下端面S的中心点XY坐标值,以及常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤4.1:根据常规梯形横断面Q所对应的当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya和当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,求解其二者所对应的常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值;
步骤4.2:根据步骤4.1所得常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值、布线孔矩形理论投影区域的几何中心点O1的横轴理论坐标值X1、步骤3.1所得常规梯形上底的宽度值L2以及常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面的X轴方向宽度值W,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S的中心点O2的XY坐标值;
步骤4.3:将步骤4.2所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面中心点O2沿Z轴向上面板的表面做垂向投影,从而获得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点O3的XY坐标值O3(X3,Ys);其中,X3=X1;Ys=(Ya+Yb)/2;
步骤4.4:根据步骤4.3所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面中心点O3(X3,Ys)、常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的常规梯形下底的宽度值L1,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤五:求解当前待加工布线孔的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤5.1:分别确定直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值以及与该直角梯形斜边所对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,其具体方法为:
若当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya,并令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya与直角梯形下底的宽度值L3的相加之和;
若当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向理论坐标值等于该梯形上底远端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,并令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb与直角梯形下底的宽度值L3的差值;
步骤5.2:根据步骤5.1所得直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值和与该梯形直角边相对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或者梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,以及直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的直角梯形下底的宽度值L3,并结合矩形各条边线之间相对位置关系的公知求解算法,计算求得直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形区域的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤六:针对由步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形区域或针对由步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应的矩形区域,以垂直铣削圆孔阵列的方式分别对每条需剔除斜筋板均进行预先铣削截断作业,所述的垂直铣削圆孔阵列由多个平行布局的双向预截断孔组Jm共同构成,m取自然数;每个双向预截断孔组Jm均包括沿X轴向顺次布置的两个预钻孔V,每个双向预截断孔组Jm均用于将常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的一条对应需剔除斜筋板从其起始端和终止端分别做截断处理,其具体包括如下子步骤:
步骤6.1:按照公式(1)确定每个双向预截断孔组Jm中靠近矩形区域上边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值,并按照公式(2)确定靠近矩形区域下边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值:
X=X2±(W/2-R-δ)……(1)
X=X2±(W/2-R-δ)……(2)
上式中,W是布线孔沿X轴方向宽度值;X2是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的X向坐标值;R是铣削刀具半径;δ是预留铣削余量,δ的取值为2mm;公式(1)和公式(2)中的±号的取值彼此相反;
步骤6.2:确定每个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值,其具体包括如下子步骤:
步骤6.2.1:按照公式(3)确定垂直铣削圆孔阵列中沿Y轴方向平行布局的预钻孔总个数m以及按照公式(4)确定各相邻双向预截断孔组Jm之间的间距值L0
m=(Yb-Ya)/2R+1……(3)
L0=(Yb-Ya)/m……(4)
式中,R是铣削刀具半径,(Yb-Ya)/2R取整数;Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤6.2.2:按照公式(5)确定垂直铣削圆孔阵列中起点第一个双向预截断孔组J1的Y向坐标值Yd1,并按照公式(6)确定终点第m个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值Ydm
Yd1=Ys-(Yb-Ya)/2+R……(5)
Ydm=Ys+(Yb-Ya)/2-R……(6)
式中,Ys是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的Y向坐标值;
步骤6.2.3:按照公式(7)确定垂直铣削圆孔阵列的中间任意一个双向预截断孔组Jm-1的Y向坐标值Ydm-1
Ydm-1=Ys-(Yb-Ya)/2+R+(m-1)×L0……(7)
式(7)中,m≥3;
步骤6.3:依据由步骤6.1所确定的每个双向预截断孔组Jm中的预钻孔V(X,Y)的X坐标值、预钻孔V(X,Y)的X坐标值以及由步骤6.2所确定的双向预截断孔组Jm的Y向坐标值三者共同确定垂直铣削圆孔阵列中的全部双向预截断孔组Jm的实际加工位置,并由数控铣床的控制系统控制其铣刀以垂直钻孔的方式,逐一完成垂直铣削圆孔阵列的实际钻孔加工,进而对常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的每条需剔除斜筋板均完成其所需的预先铣削截断作业;
步骤七:依据步骤四所求得的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,或者,依据步骤五所求得的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合上面板的图纸理论深度值,由数控铣床分别完成对常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T或直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应的上面板的铣削清除作业;
步骤八:依据步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合布线孔的图纸理论深度值D0,由数控铣床按照铣床领域公知的钻孔循环POCKET3模式进一步分别完成上述所对应矩形范围内的每条需剔除斜筋板的铣削清除作业。
本发明的有益效果是:该大型型腔板材的布线孔机械加工方法从测量和机加工实际可达性的角度出发,摒弃了依据图纸给定理论尺寸对梯形形清除区上底的标准坐标定位参数C、D、G、E以及对梯形形清除区上底的原有长度值参数L2和L4的确定加工位置的旧有方法,并首创性地提出以与C、D、G、E位置临近的锐角半圆槽的中垂面Y向坐标值来重新确定梯形形清除区核心机加工参数的全新方法。
该方法依据型腔板材所固有的锐角半圆槽中垂面坐标值重新确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,据此作为数控铣床的新加工尺寸控制参数,从而使本发明所确定的加工区域边缘不会出现在每条立筋上,进而彻底免除了旧有工艺需要根据其当前所对应类型的型腔板材上各条插接焊缝M的实际Y轴位置去计算和确定出其每条立筋的实际Y坐标值及其累计误差偏移量为△Y的繁琐步骤。
本方法所提出的依据锐角半圆槽的中垂面Y向坐标值来重新确定核心机加工参数的方案可应用于由任何数量的单块的型腔板材组焊的任何尺寸的大部件,并可适用于任意上面板、下面板厚度,或者任意斜筋板倾角和跨度,因此,该方法可广泛适用于任何复杂参量情况的各种型腔大部件结构。此外,该方法还使得数控铣床得以在穿线型腔开孔的加工过程全程应用,实现全自动化测绘加工和全程自动化,进而大幅提高生产效率和成品率,创造客观的经济效益。
附图说明
图1是现有左半部分的地板整体大部件及其布线孔沿Y轴方向布局位置关系的立体结构示意图;
图2是图1中I部分的局部放大图;
图3是现有多个单块的型腔板材焊接前组对位置关系的原理示意图;
图4是现有过布线孔的矩形Y向中线的整体大部件横断面结构立体示意图;
图5是图4中II部分的局部放大图;
图6是图4中横断面结构的主视图;
图7是图6中常规梯形横断面及其对应的常规梯形布线孔以及直角梯形横断面及其对应的直角梯形布线孔的对应关系原理示意图;
图8是现有常规梯形横断面和直角梯形横断面的图纸理论参数的原理示意图;
图9是图7中III部分的局部放大图;
图10是现有斜筋板对比于图5所示残余斜筋而发生Y向偏移形变,并生成弯折变形斜筋的原理示意图;
图11是现有按照布线孔开孔位置的图纸理论参数直接进行机加工时,由累计误差偏移量导致立筋在加工过程中被部分去除甚至完全清除的原理示意图;
图12是现有技术由数控铣床率先清除常规梯形四棱柱清除区或直角梯形四棱柱清除区对应区域内的上面板,从而分别对应形成常规梯形对应端盖去除区和直角梯形对应端盖去除区的原理示意图;
图13是现有技术由数控铣床率清除常规梯形对应端盖去除区和直角梯形对应端盖去除区对应的上面板之后的地板整体大部件及其裸露出的多条需剔除斜筋板的原理示意图;
图14是现有由公知的钻孔循环POCKET3模式完成加工深度为D0的需剔除斜筋板的铣削清除作业时,所对应的常规梯形四棱柱清除区的梯形上底宽度范围以及直角梯形四棱柱清除区的梯形上底宽度范围的原理示意图;
图15是本发明通过各个锐角半圆槽中垂面的Y向坐标值作为布线孔实际开孔位置的新参考基准的原理示意图;
图16是本发明求解当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点XY坐标值及其Z向下端面S的中心点XY坐标值,以及常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置的投影位置关系原理示意图;
图17是本发明获得常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的四条边界线的实际加工位置参数的原理示意图;
图18是本发明确定垂直铣削圆孔阵列中的全部双向预截断孔组的实际加工位置的原理示意图;
图19是本发明由双向预截断孔组将每条需剔除斜筋板均头尾截断后的作业原理示意图;
图20是由全部双向预截断孔组所共同形成的垂直铣削圆孔阵列的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图15至图20所示,本发明的大型型腔板材的布线孔机械加工方法包括如下步骤:
步骤一:数控铣床的控制系统根据预先输入的大型型腔板材布线孔的图纸理论设计参数,判定当前待加工布线孔的梯形四棱柱清除区是常规梯形四棱柱还是直角梯形四棱柱,其具体方法为:若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值等于该梯形下底远端Y向理论坐标值,或者,当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为直角梯形四棱柱;若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值小于该梯形下底远端Y向理论坐标值,且当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值小于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为常规梯形四棱柱;
步骤二:通过雷尼绍测绘系统测量大型型腔板材的各个锐角半圆槽4的位置和直径,并根据所测得的数据自动求出各个锐角半圆槽4的轴线在Y轴方向上的坐标值,从而分别获得各个锐角半圆槽4中垂面K的Y向坐标值依次为:Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn,并将所述各个锐角半圆槽4中垂面K的Y向坐标值作为布线孔实际开孔位置的新参考基准;其中,i、a、b、n均为自然数,且i>1,n>b>a>2,Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤三:基于步骤二所述的新参考基准重新确定当前待加工布线孔的梯形上底远端、近端边界点的坐标值,以及梯形上底的宽度,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为常规梯形四棱柱时,执行步骤3.1,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为直角梯形四棱柱时,执行步骤3.2,其具体包括如下子步骤:
步骤3.1:分别将常规梯形下底远端Y向理论坐标值A、常规梯形下底近端Y向理论坐标值B与步骤二中的各个锐角半圆槽4中垂面的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<A<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<B<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,常规梯形上底的宽度L2=Yb-Ya,然后执行步骤四;
步骤3.2:分别将直角梯形下底远端Y向理论坐标值F、直角梯形下底近端Y向理论坐标值E与步骤二中的各个锐角半圆槽4中垂面K的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<F<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<E<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,直角梯形上底的宽度L4=Yb-Ya,然后执行步骤五;
步骤四:如图15所示,求解当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点XY坐标值及其Z向下端面S的中心点XY坐标值,以及常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤4.1:根据常规梯形横断面Q所对应的当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya和当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,求解其二者所对应的常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值;
步骤4.2:根据步骤4.1所得常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值、布线孔矩形理论投影区域的几何中心点O1的横轴理论坐标值X1、步骤3.1所得常规梯形上底的宽度值L2以及常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面的X轴方向宽度值W,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S的中心点O2的XY坐标值;
步骤4.3:将步骤4.2所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面中心点O2沿Z轴向上面板2的表面做垂向投影,从而获得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点O3的XY坐标值
O3(X3,Ys);其中,X3=X1;Ys=(Ya+Yb)/2;
步骤4.4:如图16至图18所示,根据步骤4.3所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面中心点O3(X3,Ys)、常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的常规梯形下底的宽度值L1,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤五:求解当前待加工布线孔的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤5.1:分别确定直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值以及与该直角梯形斜边所对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,其具体方法为:
若当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya,并令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya与直角梯形下底的宽度值L3的相加之和;
若当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向理论坐标值等于该梯形上底远端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,并令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb与直角梯形下底的宽度值L3的差值;
步骤5.2:根据步骤5.1所得直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值和与该梯形直角边相对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或者梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,以及直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的直角梯形下底的宽度值L3,并结合矩形各条边线之间相对位置关系的公知求解算法,计算求得直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形区域的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤六:针对由步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形区域或针对由步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应的矩形区域,以垂直铣削圆孔阵列的方式分别对每条需剔除斜筋板3-1均进行预先钻削截断作业,所述的垂直铣削圆孔阵列由多个平行布局的双向预截断孔组Jm共同构成,m取自然数;每个双向预截断孔组Jm均包括沿X轴向顺次布置的两个预钻孔V,每个双向预截断孔组Jm均用于将常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的一条对应需剔除斜筋板3-1从其起始端和终止端分别做截断处理,其具体包括如下子步骤:
步骤6.1:按照公式(1)确定每个双向预截断孔组Jm中靠近矩形区域上边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值,并按照公式(2)确定靠近矩形区域下边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值:
X=X2±(W/2-R-δ)……(1)
X=X2±(W/2-R-δ)……(2)
上式中,W是布线孔沿X轴方向宽度值;X2是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的X向坐标值;R是铣削刀具半径;δ是预留铣削余量,δ的取值为2mm;公式(1)和公式(2)中的±号的取值彼此相反;
步骤6.2:确定每个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值,其具体包括如下子步骤:
步骤6.2.1:按照公式(3)确定垂直铣削圆孔阵列中沿Y轴方向平行布局的预钻孔总个数m以及按照公式(4)确定各相邻双向预截断孔组Jm之间的间距值L0
m=(Yb-Ya)/2R+1……(3)
L0=(Yb-Ya)/m……(4)
式中,R是铣削刀具半径,(Yb-Ya)/2R取整数;Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤6.2.2:按照公式(5)确定垂直铣削圆孔阵列中起点第一个双向预截断孔组J1的Y向坐标值Yd1,并按照公式(6)确定终点第m个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值Ydm
Yd1=Ys-(Yb-Ya)/2+R……(5)
Ydm=Ys+(Yb-Ya)/2-R……(6)
式中,Ys是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的Y向坐标值;
步骤6.2.3:按照公式(7)确定垂直铣削圆孔阵列的中间任意一个双向预截断孔组Jm-1的Y向坐标值Ydm-1
Ydm-1=Ys-(Yb-Ya)/2+R+(m-1)×L0……(7)
式(7)中,m≥3;
步骤6.3:由于在同一个双向预截断孔组Jm中,其预钻孔V(X,Y)和预钻孔V(X,Y)的两个钻孔圆心点的纵坐标Y=Y,因此,依据由步骤6.1所确定的每个双向预截断孔组Jm中的预钻孔V(X,Y)的X坐标值、预钻孔V(X,Y)的X坐标值以及由步骤6.2所确定的双向预截断孔组Jm的Y向坐标值三者共同确定垂直铣削圆孔阵列中的全部双向预截断孔组Jm的实际加工位置,并由数控铣床的控制系统控制其铣刀以垂直钻孔的方式,逐一完成垂直铣削圆孔阵列的实际钻孔加工,进而对常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的每条需剔除斜筋板3-1均完成其所需的预先铣削截断作业;
步骤七:依据步骤四所求得的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,或者,依据步骤五所求得的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合上面板2的图纸理论深度值,由数控铣床分别完成对常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T或直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应的上面板2的铣削清除作业;
步骤八:依据步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合布线孔的图纸理论深度值D0,由数控铣床按照铣床领域公知的钻孔循环POCKET3模式进一步分别完成上述所对应矩形范围内的每条需剔除斜筋板3-1的铣削清除作业。如图20所示,在由步骤六所确定的垂直铣削圆孔阵列中,其各双向预截断孔组Jm的垂向预钻孔V的开孔范围会沿Y轴方向彼此形成交集并最终形成沿Y轴方向上的连贯截断线,同理,各双向预截断孔组Jm的垂向预钻孔V也最终形成沿Y轴方向上的连贯截断线,其两二者能将常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形区域或由步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应的矩形区域范围之内的每条需剔除斜筋板3-1均通过多个对应的双向预截断孔组Jm而从其起始端和终止端分别截断,在此对需剔除斜筋板3-1的钻孔截断过程中,上面板2尚未被清除,因此,各条需剔除斜筋板3-1被截断后的中间暂时留存部位依然保持着与上面板2的连接关系及其承力结构上的三角形稳定性,同时,由于每个双向预截断孔组Jm中的预钻孔V和预钻孔V均是以垂直钻孔的方式加工的,因此,其截断过程完全排除了旧有钻孔循环POCKET3铣削工艺中的铣刀径向的平移进给切削量,需剔除斜筋板3-1的起始端和终止端均是在保持足够的承力结构强度的条件下、以无XY轴铣刀径向平移进给量的方式被截断的,此过程大幅消减了铣刀径向移动时对残余斜筋3-2造成的牵扯应力,从而可以使所生成的残余斜筋3-2在需剔除斜筋板3-1被截断后依然可以保持原状,进而杜绝弯折变形斜筋3-2-1的产生。而需剔除斜筋板3-1被截断后,其与新生成的残余斜筋3-2之间的应力传递关系已被破坏,二者再无瓜葛,因此使得始末两端被截断后的需剔除斜筋板3-1中间暂时留存部位在随后的POCKET3铣削清除供需中,可以适当放宽加工精度条件,提高径向进给量,从而提高加工效率。
此外,由于步骤六所确定的垂直铣削圆孔阵列的边界范围是由步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值确定的,因此,可以完全确保垂直铣削圆孔阵列内的全部双向预截断孔组Jm垂向钻孔均不会触及任何其边界线之外的斜筋板3或立筋1,从而使得大型型腔板材的全部布线孔机械加工均可以实现由数控铣床全自动化作业。

Claims (1)

1.大型型腔板材的布线孔机械加工方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
步骤一:数控铣床的控制系统根据预先输入的大型型腔板材布线孔的图纸理论设计参数,判定当前待加工布线孔的梯形四棱柱清除区是常规梯形四棱柱还是直角梯形四棱柱,其具体方法为:若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值等于该梯形下底远端Y向理论坐标值,或者,当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为直角梯形四棱柱;若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值小于该梯形下底远端Y向理论坐标值,且当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值小于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为常规梯形四棱柱;
步骤二:通过雷尼绍测绘系统测量大型型腔板材的各个锐角半圆槽(4)的位置和直径,并根据所测得的数据自动求出各个锐角半圆槽(4)的轴线在Y轴方向上的坐标值,从而分别获得各个锐角半圆槽(4)中垂面K的Y向坐标值依次为:Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn,并将所述各个锐角半圆槽(4)中垂面K的Y向坐标值作为布线孔实际开孔位置的新参考基准;其中,i、a、b、n均为自然数,且i>1,n>b>a>2,Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤三:确定当前待加工布线孔的梯形上底远端、近端边界点的坐标值,以及梯形上底的宽度,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为常规梯形四棱柱时,执行步骤3.1,当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为直角梯形四棱柱时,执行步骤3.2,其具体包括如下子步骤:
步骤3.1:分别将常规梯形下底远端Y向理论坐标值A、常规梯形下底近端Y向理论坐标值B与步骤二中的各个锐角半圆槽(4)中垂面的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<A<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<B<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,常规梯形上底的宽度L2=Yb-Ya,然后执行步骤四;
步骤3.2:分别将直角梯形下底远端Y向理论坐标值F、直角梯形下底近端Y向理论坐标值E与步骤二中的各个锐角半圆槽(4)中垂面的Y向坐标值Y1、…、Ya-1、Ya、…、Ya+i、…Yb、Yb+1、…、Yn进行逐点比较,若Yb<F<Yb+1,则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Yb;若Ya-1<E<Ya,则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Ya;此时,直角梯形上底的宽度L4=Yb-Ya,然后执行步骤五;
步骤四:求解当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点XY坐标值及其Z向下端面S的中心点XY坐标值,以及常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤4.1:根据常规梯形横断面Q所对应的当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya和当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,求解其二者所对应的常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值;
步骤4.2:根据步骤4.1所得常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值、布线孔矩形理论投影区域的几何中心点O1的横轴理论坐标值X1、步骤3.1所得常规梯形上底的宽度值L2以及常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面的X轴方向宽度值W,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S的中心点O2的XY坐标值;
步骤4.3:将步骤4.2所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面中心点O2沿Z轴向上面板(2)的表面做垂向投影,从而获得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点O3的XY坐标值O3(X3,Ys);其中,X3=X1;Ys=(Ya+Yb)/2;
步骤4.4:根据步骤4.3所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面中心点O3(X3,Ys)、常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的常规梯形下底的宽度值L1,并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法,计算求得常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤五:求解当前待加工布线孔的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,其具体包括如下子步骤:
步骤5.1:分别确定直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值以及与该直角梯形斜边所对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,其具体方法为:
若当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya,并令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Ya与直角梯形下底的宽度值L3的相加之和;
若当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向理论坐标值等于该梯形上底远端Y向理论坐标值,则令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb,并令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Yb与直角梯形下底的宽度值L3的差值;
步骤5.2:根据步骤5.1所得直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值和与该梯形直角边相对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或者梯形下底近端Y向实际开孔坐标值,以及直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的直角梯形下底的宽度值L3,并结合矩形各条边线之间相对位置关系的公知求解算法,计算求得直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形区域的四条边界线的实际加工位置参数值,然后执行步骤六:
步骤六:针对由步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形区域或针对由步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应的矩形区域,以垂直铣削圆孔阵列的方式分别对每条需剔除斜筋板(3-1)均进行预先铣削截断作业,所述的垂直铣削圆孔阵列由多个平行布局的双向预截断孔组Jm共同构成,m取自然数;每个双向预截断孔组Jm均包括沿X轴向顺次布置的两个预钻孔V,每个双向预截断孔组Jm均用于将常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的一条对应需剔除斜筋板(3-1)从其起始端和终止端分别做截断处理,其具体包括如下子步骤:
步骤6.1:按照公式(1)确定每个双向预截断孔组Jm中靠近矩形区域上边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值,并按照公式(2)确定靠近矩形区域下边界线S的预钻孔V(X,Y)的X坐标值:
X=X2±(W/2-R-δ)……(1)
X=X2±(W/2-R-δ)……(2)
上式中,W是布线孔沿X轴方向宽度值;X2是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的X向坐标值;R是铣削刀具半径;δ是预留铣削余量,δ的取值为2mm;公式(1)和公式(2)中的±号的取值彼此相反;
步骤6.2:确定每个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值,其具体包括如下子步骤:
步骤6.2.1:按照公式(3)确定垂直铣削圆孔阵列中沿Y轴方向平行布局的预钻孔总个数m以及按照公式(4)确定各相邻双向预截断孔组Jm之间的间距值L0
m=(Yb-Ya)/2R+1……(3)
L0=(Yb-Ya)/m……(4)
式中,R是铣削刀具半径,(Yb-Ya)/2R取整数;Ya表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值,Yb表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值;
步骤6.2.2:按照公式(5)确定垂直铣削圆孔阵列中起点第一个双向预截断孔组J1的Y向坐标值Yd1,并按照公式(6)确定终点第m个双向预截断孔组Jm的Y向坐标值Ydm
Yd1=Ys-(Yb-Ya)/2+R……(5)
Ydm=Ys+(Yb-Ya)/2-R……(6)
式中,Ys是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O2的Y向坐标值;
步骤6.2.3:按照公式(7)确定垂直铣削圆孔阵列的中间任意一个双向预截断孔组Jm-1的Y向坐标值Ydm-1
Ydm-1=Ys-(Yb-Ya)/2+R+(m-1)×L0……(7)
式(7)中,m≥3;
步骤6.3:依据由步骤6.1所确定的每个双向预截断孔组Jm中的预钻孔V(X,Y)的X坐标值、预钻孔V(X,Y)的X坐标值以及由步骤6.2所确定的双向预截断孔组Jm的Y向坐标值三者共同确定垂直铣削圆孔阵列中的全部双向预截断孔组Jm的实际加工位置,并由数控铣床的控制系统控制其铣刀以垂直钻孔的方式,逐一完成垂直铣削圆孔阵列的实际钻孔加工,进而对常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的每条需剔除斜筋板(3-1)均完成其所需的预先铣削截断作业;
步骤七:依据步骤四所求得的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,或者,依据步骤五所求得的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合上面板(2)的图纸理论深度值,由数控铣床分别完成对常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T或直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应的上面板(2)的铣削清除作业;
步骤八:依据步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值,并结合布线孔的图纸理论深度值D0,由数控铣床按照铣床领域公知的钻孔循环POCKET3模式进一步分别完成上述所对应矩形范围内的每条需剔除斜筋板(3-1)的铣削清除作业。
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