CN112388257B - 屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺，采用五轴卧式数控车镗铣加工中心，使用车、铣结合的方式对其进行全序加工，使用探头进行检测、程序自动调整，使用球头铣刀，以倾斜刀轴、五轴联动方式，对椭球支撑面进行加工。本发明一次装卡、全序加工，更有利于保证满足工件形位公差加工要求；倾斜刀轴、五轴联动、恒线速度切削加工椭球支撑面，更有利于提高其表面加工质量；自动测量、自动调整，更有利于工件质量保证。

Description

屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺

技术领域：

本发明涉及一种屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺。

背景技术：

该种屏蔽电机的导轴瓦支撑块为矩形块，其中一个面为椭球支撑面，装配后用于提供径向支撑和支撑调整。其椭球支撑面的粗糙度要求较高，且相对于其他5个面也有很高的轮廓度要求。原有加工工艺是使用车床从棒料上切下圆形的工件毛坯，再使用铣床将圆形毛坯加工成矩形，完成5个面的精加工，翻身后再完成最后一个椭球支撑面的精加工。为了保证椭球支撑面相对于其他5个面的形位公差要求，需要在装卡过程中时反复调整，极为耗时，且不易保证加工精度。

发明内容：

本发明目的是公开一种可靠性高、加工质量高、加工效率高并且能保证设计要求的屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺。本发明方案如下：一种屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺，采用五轴卧式数控车镗铣加工中心，使用车、铣结合的方式对其进行全序加工，使用探头进行检测、程序自动调整，使用球头铣刀，以倾斜刀轴、五轴联动方式，对椭球支撑面进行加工，上述方法包括以下步骤：

1)将毛坯棒料安装在主轴三爪卡盘上；

2)使用探头对棒料端面进行测量，并建立加工坐标系；

3)使用车刀对棒料进行粗车；

4)使用铣刀将棒料加工成矩形块，并完成上侧面(2)、右侧面(3)、下侧面(4)、左侧面(5)的半精加工；

5)使用车刀完成后支撑面(6)的半精加工；

6)使用球头铣刀(7)，以倾斜刀轴方式完成椭球支撑面(1)的半精加工；

7)使用探头对上侧面(2)和下侧面(4)的X轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_X_M[1]、_X_M[2]、_X_M[3]、_X_M[4]变量中；

8)使用探头对右侧面(3)和左侧面(5)的Y轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_Y_M[1]、_Y_M[2]、_Y_M[3]、_Y_M[4]变量中；

9)由数控程序对上侧面(2)和下侧面(4)对称中心的X轴坐标值进行计算，计算公式为：

_X_M[0]＝(_X_M[1]+_X_M[2]+_X_M[3]+_X_M[4])/4

式中_X_M[0]——上侧面(2)和下侧面(4)对称中心的X轴坐标值

_X_M[1]——上侧面(2)第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[2]——上侧面(2)第二个测量点的X轴坐标值

_X_M[3]——下侧面(4)第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[4]——下侧面(4)第二个测量点的X轴坐标值

10)由数控程序对右侧面(3)和左侧面(5)对称中心的Y轴坐标值进行计算，计算公式为：

_Y_M[0]＝(_Y_M[1]+_Y_M[2]+_Y_M[3]+_Y_M[4])/4

式中_Y_M[0]——右侧面(3)和左侧面(5)对称中心的Y轴坐标值

_Y_M[1]——右侧面(3)第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[2]——右侧面(3)第二个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[3]——左侧面(5)第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[4]——左侧面(5)第二个测量点的Y轴坐标值

11)由数控程序，将_X_M[0]和_Y_M[0]的值分别写入到加工坐标系X轴和Y轴的修正值中；

12)基于修正后的加工坐标系，使用探头对椭球支撑面(1)的最高点，即X轴和Y轴坐标值都为0的位置，进行单点测量，并将测量结果存储在变量数组的_Z_M[1]变量中；

13)由数控程序，将Z轴坐标偏差值写入到加工坐标系Z轴的修正值中,Z轴坐标偏差值的计算公式为：

_Z_M[0]＝_Z_P[0]-_Z_M[1]

式中_Z_M[0]——Z轴坐标偏差值

_Z_P[0]——椭球支撑面(1)余量设定值

_Z_M[1]——椭球支撑面(1)余量测量值

14)基于修正后的加工坐标系，使用合金立铣刀完成上侧面(2)、右侧面(3)、下侧面(4)和左侧面(5)的精加工；

15)如图3所示，基于修正后的加工坐标系，使用球头铣刀(7)完成椭球支撑面(1)的精加工，以倾斜刀轴、五轴联动方式完成椭球支撑面(1)的精加工；

16)使用探头对后支撑面(6)和椭球支撑面(1)顶点的距离，即工件的总厚度进行测量；

17)根据测量值，使用车刀，完成后支撑面(6)的精加工，从而完成整个工件的加工。

本发明技术效果:

本发明针对现有的应用于屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺的不足进行了针对性的优化。首先，针对多次装卡，反复找正，不容易保证形位公差要求的问题，本发明改为采用一次装卡，完成全序加工的方案，去除了加工过程中的人工参与过程，将车、铣过程相结合，将加工与检测相结合，从根本上保证了形位公差的加工要求；针对现有工艺使用球头铣刀垂直于工件基准面，完成椭球支撑面加工的方式，本发明充分发挥五轴加工中心的优势，采用球头铣刀以倾斜刀轴五轴联动的方式完成椭球支撑面的加工，在保证使用刀具同一位置完成椭球支撑面加工的同时，更有利于提高刀具切削线速度，避免球头铣刀球心线速度降低区域参与加工过程，并保证了不同加工区域的恒线速度切削，有利于提高表面质量；同时，全部加工过程中，全部的换刀过程，都自动进行，所有的测量过程都使用探头来实现，无人工介入，每一次加工参数的调整，都根据测量值，由程序自动完成，无人工干预，在保证了加工全过程的连续性的同时，也保证了加工质量的稳定性。

故此，本发明的优点在于一次装卡、全序加工，更有利于保证满足工件形位公差加工要求；倾斜刀轴、五轴联动、恒线速度切削加工椭球支撑面，更有利于提高其表面加工质量；加工与测量程序相结合，基于公式在数控程序内建立相应的程序段，完成对测量结果的运算，并根据理论值，由数控程序发出指令对加工情况进行自动调整，从而实现了对测量结果的自动响应，省去了人工干预过程，更有利于工件质量保证。

附图说明：

图1导轴瓦支撑块侧前方向示意图

图2导轴瓦支撑块侧后方向示意图

图3使用球头铣刀加工椭球支撑面过程示意图

具体实施方式：

一种屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺，采用五轴卧式数控车镗铣加工中心，使用车、铣结合的方式对其进行全序加工，使用探头进行检测、程序自动调整，使用球头铣刀，以倾斜刀轴、五轴联动方式，对椭球支撑面进行加工。上述方法包括以下步骤：

1)将毛坯棒料安装在主轴三爪卡盘上；

2)使用探头对棒料端面进行测量，并建立加工坐标系；

3)使用车刀对棒料进行粗车；

4)使用铣刀将棒料加工成矩形块，并完成图1和图2所示上侧面2、右侧面3、下侧面4、左侧面5的半精加工；

5)使用车刀完成图2所示后支撑面6的半精加工；

6)如图3所示，使用球头铣刀7，以倾斜刀轴方式完成椭球支撑面1的半精加工；

7)使用探头对上侧面2和下侧面4的X轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_X_M[1]、_X_M[2]、_X_M[3]、_X_M[4]变量中；

8)使用探头对右侧面3和左侧面5的Y轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_Y_M[1]、_Y_M[2]、_Y_M[3]、_Y_M[4]变量中；

9)由数控程序对上侧面2和下侧面4对称中心的X轴坐标值进行计算，计算公式为：

_X_M[0]＝(_X_M[1]+_X_M[2]+_X_M[3]+_X_M[4])/4

式中_X_M[0]——上侧面2和下侧面4对称中心的X轴坐标值

_X_M[1]——上侧面2第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[2]——上侧面2第二个测量点的X轴坐标值

_X_M[3]——下侧面4第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[4]——下侧面4第二个测量点的X轴坐标值

10)由数控程序对右侧面3和左侧面5对称中心的Y轴坐标值进行计算，计算公式为：

_Y_M[0]＝(_Y_M[1]+_Y_M[2]+_Y_M[3]+_Y_M[4])/4

式中_Y_M[0]——右侧面3和左侧面5对称中心的Y轴坐标值

_Y_M[1]——右侧面3第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[2]——右侧面3第二个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[3]——左侧面5第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[4]——左侧面5第二个测量点的Y轴坐标值

11)由数控程序，将_X_M[0]和_Y_M[0]的值分别写入到加工坐标系X轴和Y轴的修正值中；

12)基于修正后的加工坐标系，使用探头对椭球支撑面1的最高点，即X轴和Y轴坐标值都为0的位置，进行单点测量，并将测量结果存储在变量数组的_Z_M[1]变量中；

13)由数控程序，将Z轴坐标偏差值写入到加工坐标系Z轴的修正值中,Z轴坐标偏差值的计算公式为：

_Z_M[0]＝_Z_P[0]-_Z_M[1]

式中_Z_M[0]——Z轴坐标偏差值

_Z_P[0]——椭球支撑面1余量设定值

_Z_M[1]——椭球支撑面1余量测量值

14)基于修正后的加工坐标系，使用合金立铣刀完成上侧面2、右侧面3、下侧面4和左侧面5的精加工；

15)如图3所示，基于修正后的加工坐标系，使用球头铣刀7完成椭球支撑面1的精加工，以倾斜刀轴、五轴联动方式完成椭球支撑面1的精加工；

16)使用探头对后支撑面6和椭球支撑面1顶点的距离，即工件的总厚度进行测量；

17)根据测量值，使用车刀，完成后支撑面6的精加工，从而完成整个工件的加工。

本发明加工的屏蔽电机导轴瓦支撑块可实现一次装卡完成全序加工，加工质量高、加工效率快、加工表面质量好，能够更好地满足设计和生产周期需求。

Claims (1)

1.一种屏蔽电机导轴瓦支撑块加工工艺，其特征是：采用五轴卧式数控车镗铣加工中心，使用车、铣结合的方式对其进行全序加工，使用探头进行检测、程序自动调整，使用球头铣刀，以倾斜刀轴、五轴联动方式，对椭球支撑面进行加工，上述方法包括以下步骤：

1)将毛坯棒料安装在主轴三爪卡盘上；

2)使用探头对棒料端面进行测量，并建立加工坐标系；

3)使用车刀对棒料进行粗车；

4)使用铣刀将棒料加工成矩形块，并完成上侧面(2)、右侧面(3)、下侧面(4)、左侧面(5)的半精加工；

5)使用车刀完成后支撑面(6)的半精加工；

6)使用球头铣刀(7)，以倾斜刀轴方式完成椭球支撑面(1)的半精加工；

7)使用探头对上侧面(2)和下侧面(4)的X轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_X_M[1]、_X_M[2]、_X_M[3]、_X_M[4]变量中；

8)使用探头对右侧面(3)和左侧面(5)的Y轴坐标值进行测量，每个面测量两个点，并将测量结果分别存储在变量数组的_Y_M[1]、_Y_M[2]、_Y_M[3]、_Y_M[4]变量中；

9)由数控程序对上侧面(2)和下侧面(4)对称中心的X轴坐标值进行计算，计算公式为：

_X_M[0]＝(_X_M[1]+_X_M[2]+_X_M[3]+_X_M[4])/4

式中_X_M[0]——上侧面(2)和下侧面(4)对称中心的X轴坐标值

_X_M[1]——上侧面(2)第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[2]——上侧面(2)第二个测量点的X轴坐标值

_X_M[3]——下侧面(4)第一个测量点的X轴坐标值

_X_M[4]——下侧面(4)第二个测量点的X轴坐标值

10)由数控程序对右侧面(3)和左侧面(5)对称中心的Y轴坐标值进行计算，计算公式为：

_Y_M[0]＝(_Y_M[1]+_Y_M[2]+_Y_M[3]+_Y_M[4])/4

式中_Y_M[0]——右侧面(3)和左侧面(5)对称中心的Y轴坐标值

_Y_M[1]——右侧面(3)第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[2]——右侧面(3)第二个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[3]——左侧面(5)第一个测量点的Y轴坐标值

_Y_M[4]——左侧面(5)第二个测量点的Y轴坐标值

11)由数控程序，将_X_M[0]和_Y_M[0]的值分别写入到加工坐标系X轴和Y轴的修正值中；

12)基于修正后的加工坐标系，使用探头对椭球支撑面(1)的最高点，即X轴和Y轴坐标值都为0的位置，进行单点测量，并将测量结果存储在变量数组的_Z_M[1]变量中；

13)由数控程序，将Z轴坐标偏差值写入到加工坐标系Z轴的修正值中,Z轴坐标偏差值的计算公式为：

_Z_M[0]＝_Z_P[0]-_Z_M[1]

式中_Z_M[0]——Z轴坐标偏差值

_Z_P[0]——椭球支撑面(1)余量设定值

_Z_M[1]——椭球支撑面(1)余量测量值

14)基于修正后的加工坐标系，使用合金立铣刀完成上侧面(2)、右侧面(3)、下侧面(4)和左侧面(5)的精加工；

15)基于修正后的加工坐标系，使用球头铣刀(7)完成椭球支撑面(1)的精加工，以倾斜刀轴、五轴联动方式完成椭球支撑面(1)的精加工；

16)使用探头对后支撑面(6)和椭球支撑面(1)顶点的距离，即工件的总厚度进行测量；

17)根据测量值，使用车刀，完成后支撑面(6)的精加工，从而完成整个工件的加工。

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