CN113359606B - 一种回转体的动摆角行切数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属行切加工技术领域，特别是涉及一种回转体的动摆角行切数控加工方法，包括以下步骤：确认虚拟点所在的轴线，该轴线与回转体的回转中心轴重合；确认虚拟点所在平面的高度，以虚拟点作为动摆旋转点位，刀具进行行切操作。通过本加工方法，能有效解决加工效率低、加工质量差和刀轨要求高的问题。

Description

一种回转体的动摆角行切数控加工方法

技术领域

本发明涉及金属行切加工技术领域，特别是涉及一种回转体的动摆角行切数控加工方法。

背景技术

随着飞机结构件设计水平的不断提高，零件结构中存在更多的复杂曲面特征，常规的加工方式已经难以满足复杂结构件的加工要求，行切操作成为了曲面加工的常用方式之一。

为了保证行切质量以及加工效率，行切操作通常采用定摆角加工的方式，该方式加工常规零件效果明显，但是对于回转体类零件加工则存在以下弊端：

(1)回转体类零件曲率连续变化，定摆角行切只能分段进行，工艺准备编程效率低下；

(2)分段行切可能会在两段程序之间产生接刀台阶，影响零件加工质量；

(3)定摆角行切刀轨对零件开敞性要求更高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种回转体的动摆角行切数控加工方法，能有效解决加工效率低、加工质量差和刀轨要求高的问题。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种回转体的动摆角行切数控加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.确认虚拟点所在的轴线，该轴线与回转体的回转中心轴重合；

b.确认虚拟点所在平面的高度

其中，θ₁＞θ₂；

c.以虚拟点作为动摆旋转点位，刀具进行行切操作；

其中，H为虚拟点所在平面的高度，D₁为刀尖点到回转中心轴的距离，θ₁为刀具轴线与回转中心轴的夹角，θ₂为回转体侧壁闭角角度。

所述刀具上还设有夹持刀套，所述夹持刀套的最低点与回转体槽腔底部的距离H₂满足H₂＞H₁，且

其中H₁为回转体槽腔深度，L为刀具工作长度，D为夹持刀套直径。

其中刀具轴线与回转中心轴的夹角θ₁与回转体侧壁闭角角度θ₂之间具体为：

θ₁＝θ₂+(1°～3°)。

所述步骤a中确认虚拟点所在的轴线具体指：利用机床探头测量方法得到，具体包括以下步骤：

a₁.探头在零件回转特征上沿着机床坐标系的X轴方向以及Y轴方向分别采集两个点位x₁、x₂、y₁和y₂，所述点位x₁和x₂的连线与X轴方向平行，所述点位y₁和y₂的连线与y轴方向平行；

a2.计算轴线的平面坐标(x，y)：

x＝(x₁+x₂)/2，

y＝(y₁+y₂)/2。

5.所述步骤b与步骤c之间还包括步骤s：通过机床探头测量方法，确认虚拟点的坐标位置(x，y，z)；其中，z＝z₀+H，z₀为探头才加零件加工平面在坐标系下的Z值特征，所述x和y分别对应轴线的平面坐标。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

1、本发明中的基于虚拟点的动摆角行切加工方法，可以有效避免定摆角行切在加工回转体类零件时的几个弊端。基于虚拟点的动摆角行切加工方法以回转体回转轴线上的某一点作为旋转点，在加工过程中刀具轴线绕该点均匀连续的变化角度加工。刀具轴线不会发生突变，刀轨连续，加工效率与加工质量都能得到较好保证，走刀轨迹跟随零件结构变化，减小了对零件开敞性的要求，可以加工深窄槽腔。

2、本发明中的基于虚拟点的动摆角行切加工方法，能实现对回转体类零件闭角槽腔特征的稳定高效加工，通过分析回转体类零件特征确定虚拟点平面位置，在满足加工刚性、避免碰撞的前提下确定虚拟点所在平面，最终确定虚拟点空间位置特征并以该虚拟点作为动摆旋转点位进行行切操作。本方法提供了一种角度变化平缓、加工过程连续的行切数控加工方式，保证了零件加工质量及其加工效率。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中加工过程关键要素示意图；

图3为本发明中回转体类零件的轴测图

图4为本发明中探头采点的示意图一；

图5为本发明中探头采点的示意图二；

图中标记：

1、刀具轴线，2、夹持刀套，3、刀具，4、回转体，5、回转中心轴，6、虚拟点。

具体实施方式

实施例1

作为本发明基本实施方式，本发明包括一种回转体的动摆角行切数控加工方法，包括以下步骤：

a.确认虚拟点6所在的轴线，该轴线与回转体4的回转中心轴5重合。

b.确认虚拟点6所在平面的高度

其中，θ₁＞θ₂。

c.以虚拟点6作为动摆旋转点位，刀具3进行行切操作。

其中，H为虚拟点6所在平面的高度，D₁为刀尖点到回转中心轴5的距离，θ₁为刀具轴线1与回转中心轴5的夹角，θ₂为回转体4侧壁闭角角度。

实施例2

作为本发明一较佳实施方式，本发明包括一种回转体的动摆角行切数控加工方法，包括以下步骤：

a.确认虚拟点6所在的轴线，该轴线与回转体4的回转中心轴5重合。

b.确认虚拟点6所在平面的高度

其中，θ₁＞θ₂，具体可以为：θ₁＝θ₂+(1°～3°)。

c.所述刀具3上还设有夹持刀套2，所述夹持刀套2的最低点与回转体4槽腔底部的距离H₂满足H₂＞H₁，且

其中H₁为回转体4槽腔深度，L为刀具3工作长度，D为夹持刀套2直径。

以虚拟点6作为动摆旋转点位，刀具3进行行切操作。

其中，H为虚拟点6所在平面的高度，D₁为刀尖点到回转中心轴5的距离，θ₁为刀具轴线1与回转中心轴5的夹角，θ₂为回转体4侧壁闭角角度。

实施例3

作为本发明最佳实施方式，本发明包括一种回转体的动摆角行切数控加工方法，包括以下步骤：

a.确认虚拟点6所在的轴线，该轴线与回转体4的回转中心轴5重合。其中，确认虚拟点6所在的轴线具体指利用机床探头测量方法得到，具体包括以下步骤：

a₁.探头在零件回转特征上沿着机床坐标系的X轴方向以及Y轴方向分别采集两个点位x₁、x₂、y₁和y₂，所述点位x₁和x₂的连线与X轴方向平行，所述点位y₁和y₂的连线与y轴方向平行；

a₂.计算轴线的平面坐标(x，y)：

x＝(x₁+x₂)/2，

y＝(y₁+y₂)/2。

b.确认虚拟点6所在平面的高度

其中，θ₁＞θ₂。加工过程中刀具轴线1与回转中心轴5的夹角θ₁越小刀具3刚性越好，考虑加工误差为避免干涉，θ₁＝θ₂+(1°～3°)。

其中，所述刀具3上还设有夹持刀套2。在加工过程中为了保证刀具3与夹持刀套2不与所加工零件发生干涉，所述夹持刀套2的最低点与回转体4槽腔底部的距离H₂满足H₂＞H₁，且

其中H₁为回转体4槽腔深度，L为刀具3工作长度，D为夹持刀套2直径。

步骤s：通过机床探头测量方法，确认虚拟点6的坐标位置(x，y，z)；其中，z＝z₀+H，z₀为探头才加零件加工平面在坐标系下的Z值特征，所述x和y分别对应轴线的平面坐标。

c.以虚拟点6作为动摆旋转点位，刀具3进行行切操作

其中，H为虚拟点6所在平面的高度，D₁为刀尖点到回转中心轴5的距离，θ₁为刀具轴线1与回转中心轴5的夹角，θ₂为回转体4侧壁闭角角度。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (3)

1.一种回转体的动摆角行切数控加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.确认虚拟点(6)所在的轴线，该轴线与回转体(4)的回转中心轴(5)重合；其中，确认虚拟点(6)所在的轴线具体指利用机床探头测量方法得到，具体包括以下步骤：

a₁.探头在零件回转特征上沿着机床坐标系的X轴方向以及Y轴方向分别采集两个点位x₁、x₂、y₁和y₂，所述点位x₁和x₂的连线与X轴方向平行，所述点位y₁和y₂的连线与y轴方向平行；

a₂.计算轴线的平面坐标(x，y)：

x＝(x₁+x₂)/2，

y＝(y₁+y₂)/2；

b.确认虚拟点(6)所在平面的高度

其中，θ₁＞θ₂；

s.通过机床探头测量方法，确认虚拟点(6)的坐标位置(x，y，z)；其中，z＝z₀+H，z₀为探头才加零件加工平面在坐标系下的Z值特征，所述x和y分别对应轴线的平面坐标；

c.以虚拟点(6)作为动摆旋转点位，刀具(3)进行行切操作；

其中，H为虚拟点(6)所在平面的高度，D₁为刀尖点到回转中心轴(5)的距离，θ₁为刀具轴线(1)与回转中心轴(5)的夹角，θ₂为回转体(4)侧壁闭角角度。

2.根据权利要求1所述的一种回转体的动摆角行切数控加工方法，其特征在于：所述刀具(3)上还设有夹持刀套(2)，所述夹持刀套(2)的最低点与回转体(4)槽腔底部的距离H₂满足H₂＞H₁，且

其中H₁为回转体(4)槽腔深度，L为刀具(3)工作长度，D为夹持刀套(2)直径。

3.根据权利要求2所述的一种回转体(4)的动摆角行切数控加工方法，其特征在于：其中刀具轴线(1)与回转中心轴(5)的夹角θ₁与回转体(4)侧壁闭角角度θ₂之间具体为：

θ₁＝θ₂+(1°～3°)。

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