CN113751802A

CN113751802A - 一种孔口倒圆数控模块化加工方法、系统、设备及介质

Info

Publication number: CN113751802A
Application number: CN202111155934.9A
Authority: CN
Inventors: 吴延虎; 张锋; 夏野; 张栋; 李瑶; 何昊; 薛峰; 刘春龙
Original assignee: AECC Aviation Power Co Ltd
Current assignee: AECC Aviation Power Co Ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2021-12-07

Abstract

本发明公开了一种孔口倒圆数控模块化加工方法、系统、设备及介质，属于机械数控加工领域，依据零件孔口圆角的结构特点，编制模块参数宏程序，加工前依据孔的直径、孔口圆角特点，选用小于孔径的任意尺寸平底圆鼻刀，在模块宏程序的参数信息中只需输入孔的直径、孔口圆角、刀具直径、刀尖圆角共四项参数，就可加工出满足要求的孔口倒圆结构。孔口倒圆采用模块化宏程序的数控加工编程方法，特点在于任意尺寸的圆鼻刀均可加工大于刀具直径孔的孔口倒圆，只需在模块程序中输入加工参数就可实现零件孔口倒圆的加工。

Description

一种孔口倒圆数控模块化加工方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明属于机械数控加工领域，涉及一种孔口倒圆数控模块化加工方法、系统、设备及介质。

背景技术

目前受零件孔口结构限制，不同的孔径孔口倒圆需编制不同的数控程序，如改变加工特征时需重新编制数控程序，加工过程及加工状态不易控制，效率较低。

现有技术中，申请号201911192349.9公开了一种导向叶片气膜孔孔口倒圆方法，通过一种倒圆工艺保证气膜孔的孔口倒圆质量，去除气膜孔内的重熔层，提高了导向叶片气膜孔的加工质量；申请号201922097921.5公开了一种孔口圆弧或斜面加工锪刀，能够快速将孔口圆弧或斜面加工成型，加工效率高。

综上所述，现有技术大多使用成型刀具、磨粒等加工孔口倒圆的相关内容，工艺较为复杂，不利于实现自动化控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，加工孔口倒圆的方法工艺复杂，不利于自动化控制的缺点，提供一种孔口倒圆数控模块化加工方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种孔口倒圆数控模块化加工方法，包括如下步骤：

步骤1)获取孔口倒圆参数，参数包括孔口直径、刀具直径、孔口圆角和刀尖圆角；

步骤2)以刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角为参数，获取刀尖圆心的坐标值；

步骤3)基于获取的孔口倒圆参数，计算得到刀尖圆心的运动轨迹，基于刀尖圆心的运动轨迹建立孔口倒圆加工模型，结合刀尖圆心的坐标值，进行孔口倒圆加工。

优选地，步骤3)中，基于获取的刀尖圆角数据，刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角，获取分层加工次数，以分层加工次数作为分层变量进行分层加工。

优选地，步骤2)中，刀尖圆心的坐标值为：

Mx＝(φD/2+R1)-(R1+R2)*CosA-(φd/2-R2)(1)

Mz＝(R1+R2)-(R1+R2)SinA(2)

其中，Mx为M点X坐标值，Mz为M点Z轴坐标值，M点为刀尖圆心；φD为孔口直径；φd为刀具直径；R2为刀尖圆角；R1为孔口圆角；A为刀具与孔口圆角的接触点和孔口圆角圆心的连线与水平方向的夹角。

优选地，步骤3)中，孔口倒圆加工模型为，基于分层变量编制的孔口倒圆加工宏程序数学模型。

优选地，加工的孔口倒圆的直径大于刀具直径。

一种孔口倒圆数控模块化加工系统，包括：

数据获取模块，用于获取孔口倒圆参数，参数包括孔口直径、刀具直径、孔口圆角和刀尖圆角；

刀尖圆心定位模块，用于以刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角为参数，获取刀尖圆心的坐标值；

孔口倒圆加工模型建立模块，与数据获取模块相交互，基于获取的孔口倒圆参数，计算得到刀尖圆心的运动轨迹，基于刀尖圆心的运动轨迹建立孔口倒圆加工模型；

加工模块，分别与孔口倒圆加工模型建立模块和刀尖圆心定位模块相交互，基于孔口倒圆加工模型和刀尖圆心的坐标值，进行孔口倒圆加工。

优选地，孔口倒圆加工模型建立模块还包括分层加工单元，分层加工单元是基于刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角数据获取分层加工次数。

优选地，孔口倒圆加工模型建立模块是基于海德汉系统建立的孔口倒圆加工宏程序数学模型。

一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种孔口倒圆数控模块化加工方法，依据零件孔口圆角的结构特点，编制模块参数宏程序，加工前依据孔的直径、孔口圆角特点，选用小于孔径的任意尺寸平底圆鼻刀，在模块宏程序的参数信息中只需输入孔的直径、孔口圆角、刀具直径、刀尖圆角共四项参数，就可加工出满足要求的孔口倒圆结构。

进一步地，为保证孔口圆角加工后比较圆滑，需对圆角进行分层加工，以刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角作为分层变量。

进一步地，孔口倒圆采用模块化宏程序的数控加工编程方法，特点在于任意尺寸的圆鼻刀均可加工大于刀具直径孔的孔口倒圆，只需在模块程序中输入加工参数就可实现零件孔口倒圆的加工。

本发明还公开了一种孔口倒圆数控模块化加工系统，包括：数据获取模块，用于获取孔口倒圆参数，参数包括孔口直径、刀具直径、孔口圆角和刀尖圆角；刀尖圆心定位模块，用于以刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角为参数，获取刀尖圆心的坐标值；孔口倒圆加工模型建立模块，与数据获取模块相交互，基于获取的孔口倒圆参数，计算得到刀尖圆心的运动轨迹，基于刀尖圆心的运动轨迹建立孔口倒圆加工模型；加工模块，分别与孔口倒圆加工模型建立模块和刀尖圆心定位模块相交互，基于孔口倒圆加工模型和刀尖圆心的坐标值，进行孔口倒圆加工。本发明系统设计逻辑严谨，实用性较强，适合推广应用。

附图说明

图1为圆鼻铣刀铣加工孔口圆角的示意图；

图2为圆鼻铣刀铣加工孔口圆角的示意图；

图3为圆鼻铣刀铣加工孔口圆角的剖视图。

其中：1-加工刀具；2-加工零件；3-刀具圆角与孔口圆角切削接触点；4-孔口圆角圆心；5-加工Z0面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

一种孔口倒圆数控模块化加工方法，包括如下步骤：

步骤3)基于获取的刀尖圆角数据，刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角，获取分层加工次数，以分层加工次数作为分层变量进行分层加工。

基于获取的孔口倒圆参数，计算得到刀尖圆心的运动轨迹，基于刀尖圆心的运动轨迹建立孔口倒圆加工模型，结合刀尖圆心的坐标值，进行孔口倒圆加工。

实施例2

一种孔口倒圆数控模块化加工方法，包括如下步骤：

步骤1，如图1和图2所示，加工刀具1(圆鼻铣刀)对加工零件2进行铣加工，刀具圆角与孔口圆角切削接触点3，孔口圆角圆心4和加工Z0面5，铣加工孔口圆角过程为直径φd、刀尖圆角R2的圆鼻刀铣加工直径为φD孔、孔口圆角为R1的倒圆加工过程。在加工剖视图中可以发现刀具上的任意一点绕孔口圆角R1的圆心运动，如图3所示，依据此加工特点建立宏程序参数的数学模型。

步骤2，模型计算

已知条件：刀具直径φd、刀尖圆角R2；零件需加工孔孔径φD、孔口圆角R1，A为刀具与孔口圆角接触点和孔口圆角圆心的连线与水平方向的夹角，随加工接触点的移动而变化，宏模块程序以刀尖圆心M点运动轨迹编制而成。

Mx为M点X坐标值，Mz为M点Z轴坐标值。

Mx＝(φD/2+R1)-(R1+R2)*CosA-(φd/2-R2)

Mz＝(R1+R2)-(R1+R2)SinA

步骤3，宏程序的编制

以海德汉系统为例编制孔口倒圆的宏程序模块，只需在加工前将孔的直径、刀具直径、孔口圆角、刀尖圆角四个参数输入至主程序中即可，依据刀尖圆角的大小判定分层加工次数，按需在子程序中修改总加工层参数即可。

需要说明的是，为保证孔口圆角加工后比较圆滑，可将圆角分层加工，需将角度A作为分层加工变量进行循环加工。

实施例3

一种孔口倒圆数控模块化加工系统，包括：

实施例4

除以下内容外，其余内容均与实施例1相同。

孔口倒圆加工模型建立模块还包括分层加工单元，分层加工单元是基于刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角数据获取分层加工次数。

实施例5

本发明方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。其中，所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。

实施例6

在示例性实施例中，还提供计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明方法的步骤。处理器可能是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

采用参数模块化编程进行孔口倒圆加工。上述实施例是以海德汉系统为例编制孔口倒圆的宏程序模块，只需在加工前将孔的直径、刀具直径、孔口圆角、刀尖圆角四个参数输入至主程序中即可，依据刀尖圆角的大小判定分层加工次数，按需在子程序中修改总加工层的参数即可。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims

1.一种孔口倒圆数控模块化加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的孔口倒圆数控模块化加工方法，其特征在于，步骤3)中，基于获取的刀尖圆角数据，刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角，获取分层加工次数，以分层加工次数作为分层变量进行分层加工。

3.根据权利要求1所述的孔口倒圆数控模块化加工方法，其特征在于，步骤2)中，刀尖圆心的坐标值为：

Mx＝(φD/2+R1)-(R1+R2)*CosA-(φd/2-R2) (1)

Mz＝(R1+R2)-(R1+R2)SinA (2)

4.根据权利要求2所述的孔口倒圆数控模块化加工方法，其特征在于，步骤3)中，孔口倒圆加工模型为，基于分层变量编制的孔口倒圆加工宏程序数学模型。

5.根据权利要求1所述的孔口倒圆数控模块化加工方法，其特征在于，加工的孔口倒圆的直径大于刀具直径。

6.一种孔口倒圆数控模块化加工系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的孔口倒圆数控模块化加工系统，其特征在于，孔口倒圆加工模型建立模块还包括分层加工单元，分层加工单元是基于刀具圆角接触点和孔口圆角的连线与水平方向的夹角数据获取分层加工次数。

8.根据权利要求6所述的孔口倒圆数控模块化加工系统，其特征在于，孔口倒圆加工模型建立模块是基于海德汉系统建立的孔口倒圆加工宏程序数学模型。

9.一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。