CN113798561B - 铣削加工方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铣削加工方法、系统和计算机可存储介质，铣削加工方法包括以下步骤：控制刀具按预定速度旋转；控制刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，预设位置为刀具完全覆盖待加工件，且刀具的外圆周面上的每一个点均与待加工件间隔设置的位置；控制刀具上升完成退刀。该铣削加工方法通过控制刀具在预设位置上升完成退刀，代替了现有技术中刀具完全横向扫过待加工件从面外退刀的现有技术，既降低了刀具崩刀的风险，又避免了待加工件表面纹路的产生，减小了加工面的粗糙度，并且通过减小出刀走刀行程，从而减少加工耗时，提升了加工效率，而且提高了刀具对主轴拉刀力、跳动和丝杠振幅的适应性。

Description

铣削加工方法、系统及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及工件加工领域，尤其涉及一种铣削加工方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

在发动机缸体制造过程中，缸体凸台面需要进行铣削加工，即使用铣刀对凸台面进行铣削，保证凸台面的轮廓度和粗糙度，从而确保发动机质量。其中机油压力开关安装面是需要密封的凸台面，要求密封区域不能有明显加工纹路。为了保证凸台面上无明显接刀痕等加工纹路，目前国内外采用的都是面外退刀加工方法，即当铣刀完全通过凸台面后再退刀。但加工凸台面时，刀具走出凸台面过程中，受到突变载荷，从而导致凸台面加工纹路较明显，影响凸台面的密封效果。此加工方法存在缺陷主要是：

1)刀具走出凸台面时，刀具受到变化载荷，从而导致刀具振动，加剧刀具崩刀风险。

2)刀具加工凸台面时，工件回缩变形；而刀具铣削过后，工件逐渐回弹，存在刀具后侧刃口刮蹭到加工面产生交叉纹路(即鱼鳞纹)问题。

3)对设备主轴拉刀力、跳动和丝杠振动比较敏感，主轴拉刀力小、跳动大，丝杠振动大时，交叉纹路更为明显。

4)刀具走出凸台面退刀方法加工存在单件加工耗时较长问题。

5)凸台面加工纹路明显，粗糙度差，影响密封效果，已成为行业内疑难问题。

鉴于此，有必要提供一种新型的铣削加工方法、系统及计算机可读存储介质，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种铣削加工方法、系统及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中凸台加工方法容易产生纹路及容易崩刀的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种铣削加工方法，包括：

控制刀具按预定速度旋转；

控制所述刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，所述预设位置为刀具完全覆盖所述待加工件，且所述刀具的外圆周面上的每一个点均与所述待加工件间隔设置的位置；

控制所述刀具上升完成退刀。

可选地，所述控制所述刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，包括以下步骤：

获取待加工件的各个方向尺寸中，从中得到各个方向的最大尺寸值；

根据所述待加工件的最大尺寸获取所述预设位置。

可选地，所述根据所述待加工件的最大尺寸获取所述预设位置的步骤包括：

根据获取所述最大尺寸值的方向在所述待加工件上获取一条线段；

获取所述线段的中点；

所述预设位置即为所述刀具的中心点运动至所述中点正上方的位置。

可选地，所述刀具在任一方向的尺寸均大于所述待加工件的所述最大尺寸值。

可选地，所述刀具包括基体和刀刃，所述基体的一端与驱动件连接以使得所述基体旋转，所述基体远离所述驱动件的一端设置有所述刀刃，当所述刀具运动至所述预设位置时，所述刀刃与所述待加工件间隔设置。

可选地，所述基体为圆柱基体，所述刀刃在所述基体的外圆周面上呈环形间隔分布，多个所述刀刃环绕形成的内圆面的直径大于所述待加工件的所述最大尺寸值。

可选地，所述控制所述刀具上升完成退刀的步骤具体为：

控制所述刀具竖直上升完成退刀。

为实现上述目的，本发明还提供一种铣削加工系统，所述铣削加工系统包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所述的铣削加工方法的步骤。

可选地，所述铣削加工系统还包括：

图像识别模块，所述图像识别模块用于识别待加工件的图像并获取所述图像中各个方向的最大尺寸值；

驱动模块，所述驱动模块包括X轴驱动件、Y轴驱动件和Z轴驱动件，所述驱动模块用于驱动刀具运动至预设位置，所述Z轴驱动件还用于当所述刀具运动至预设位置预设时间后，控制所述刀具竖直上升完成退刀。

为实现上述目的，本发明提供还一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的铣削加工方法的步骤。

本发明的上述技术方案中，铣削加工方法包括以下步骤：控制刀具按预定速度旋转；控制刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，预设位置为刀具完全覆盖待加工件，且刀具的外圆周面上的每一个点均与待加工件间隔设置的位置；控制刀具上升完成退刀。该发明通过控制刀具在预设位置上升完成退刀，代替了现有技术中刀具完全横向扫过待加工件从面外退刀的现有技术，既降低刀具崩刀的风险，又避免了待加工件表面纹路的产生，减小了加工面的粗糙度，并且通过减小出刀走刀行程，从而减少加工耗时，提升了加工效率，而且提高了刀具对主轴拉刀力、跳动和丝杠振幅的适应性。该发明尤其适用于对凸台的加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明铣削加工方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明铣削加工方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例铣削加工方法中刀具和待加工件位置变化的示意图；

图4为本发明实施例铣削加工方法中刀具和待加工件位置变化的另一示意图；

图5为本发明实施例整硬立铣刀的结构示意图。

附图标号说明：

1、待加工件；2、刀具；21、基体；22、刀刃；3、整硬立铣刀；31、刃口；32、刀身。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，根据本发明的第一实施例，本发明提供一种铣削加工方法，包括：

S100，控制刀具2按预定速度旋转；

根据加工需求，控制刀具2按照预定速度绕自身中心轴线旋转以提供切削力，本领域技术人员可以理解，旋转速度越快，铣削线速度越快；

S200，控制刀具2自待加工件1的一侧进入并运动至预设位置，预设位置为刀具2完全覆盖待加工件1，且刀具2的外圆周面上的每一个点均与待加工件1间隔设置的位置；

控制刀具2从待加工件1的一侧进入并开始对待加工件1进行加工，当加工至刀具2完全覆盖待加工件1时，此时待加工件1已经加工完成，这里限定刀具2的外圆周面上的每一个点均与待加工件1间隔设置是指刀具2的刀刃22均不与待加工件1接触；

S300，控制刀具2上升完成退刀；

控制刀具2上升，从面上完成退刀，可以避免退刀过程中刀刃22再次与待加工件1接触。这样设计至少存在以下几个好处：第一，刀具2不存在加工出刀情况，可消除刀具2出刀受变载荷，从而降低刀具2崩刀的风险；第二，刀具2无出刀过程，不存在出刀变载荷情况，可提高刀具2对主轴拉刀力、跳动和丝杠振幅的适应性；第三，刀具2在面上退刀，刀具2后侧刃口未接触待加工件1(如凸台面)，可避免其刮蹭加工面产生交叉纹路问题，可提升加工面整洁度，减小粗糙度，提升密封效果；减少出刀走刀行程，从而减少加工耗时。

上述实施例中，通过控制刀具2在预设位置上升完成退刀，代替了现有技术中刀具2完全横向扫过待加工件1从面外退刀的现有技术，既降低刀具2崩刀的风险，又避免了待加工件1表面纹路的产生，减小了加工面的粗糙度，并且通过减小出刀走刀行程，从而减少加工耗时，提升了加工效率，而且提高了刀具2对主轴拉刀力、跳动和丝杠振幅的适应性。该实施例尤其适用于对凸台的加工。

参见图2，根据本发明的第二实施例，控制刀具2自待加工件1的一侧进入并运动至预设位置，包括以下步骤：

S201，获取待加工件1的各个方向尺寸中，从中得到各个方向的最大尺寸值；

S202，根据待加工件1的最大尺寸获取预设位置。

实际加工过程中，待加工件1(凸台)可能是规则的形状，也可能是不规则的形状。当凸台是规则的形状时，直接按凸台的对角线长获取最大尺寸值即可，如圆形可按直径获取最大尺寸值，正方形和长方形可按对角线长获取最大尺寸值。但当凸台的形状不规则时，为了确保刀具2能够完全覆盖凸台，则保证刀具2的尺寸大于凸台各个方向尺寸的最大尺寸值即可，可以通过获取凸台各个方向的尺寸值，从中选取最大的值即为最大尺寸值。

在一实施例中，根据待加工件1的最大尺寸获取预设位置的步骤包括：

根据获取最大尺寸值的方向在待加工件1上获取一条线段；

获取线段的中点；

预设位置即为刀具2的中心点运动至中点正上方的位置。

由于刀具2的本体一般都是规则形状，当刀具2的中心点运动至中点正上方时，只要线段的一端在刀具2的覆盖范围内，既可以保证线段的另一端也在刀具2的覆盖范围内。

在一实施例中，刀具2在任一方向的尺寸均大于待加工件1的最大尺寸值。为确保达到预设位置后，刀具2在旋转过程中在任何时刻均能将待加工件1完全覆盖，只要设定刀具2的最小尺寸大于待加工件1的最大尺寸即可。这样就可以确保在预设位置(退刀位置)不存在对凸台加工的情况。

进一步地，刀具2包括基体21和刀刃22，基体21的一端与驱动件连接以使得基体21旋转，基体21远离驱动件的一端设置有刀刃22，当刀具2运动至预设位置时，刀刃22与待加工件1间隔设置。实际上，对凸台的加工是通过刀刃22完成的，可以在基体21内设置安装槽，将刀刃22安装在安装槽内。在预设位置是，凸台已经加工完成，此时刀刃22围绕凸台设置且不与凸台接触。当然，刀具2不限于面铣刀或上述形式，还可以为整硬立铣刀3。请参照图5，整硬立铣刀3包括刀身32和形成于刀身32一端的刃口31，刃口31用于铣削，刃口31绕刀身32周向分布且刃口31的高度高于刀身32其它位置的高度，以方便切削。

进一步地，基体21为圆柱基体21，刀刃22在基体21的外圆周面上呈环形间隔分布，多个刀刃22环绕形成的内圆面的直径大于待加工件1的最大尺寸值。这样设计是为了在预设位置时，任一刀刃22均处于凸台的外周围且不与凸台接触，方便退刀。

进一步地，控制刀具2上升完成退刀的步骤具体为：

控制刀具2竖直上升完成退刀。

为确保退刀过程中不会出现因为刀具2倾斜导致部分刀刃22与凸台接触产生纹路或崩断，将刀具2设置成竖直上升，可以确保所有刀刃22的同步上述且不会因为刀具2倾斜导致有部分刀刃22与凸台接触。

具体地，请参照图3和图4，图3为本发明实施例铣削加工方法中刀具2和待加工件1位置变化的示意图，展示的是侧视视角；图4为本发明实施例铣削加工方法中刀具2和待加工件1位置变化的另一示意图，展示的是俯视视角。请参照图3中的A位置和图4中的A1位置，开始时，刀具2从待加工件1的一侧进入开始对待加工件1进行铣削，铣削过程中刀具2继续右移至预设位置，预设位置请参照图3中B位置和图4中的B1位置，此时刀具2完全覆盖待加工件1，并且设置在刀具2基体21上的刀刃22也沿待加工件1外圆周设置并且不与待加工件1接触。需要说明的是，为保证刀具2能够完全覆盖待加工件1，刀具2的尺寸是大于待加工件1最大尺寸值的。请参照图3中的C位置和图4中的C1位置，当刀具2运动到预设位置后，直接控制刀具2上升完成退刀过程，避免了从待加工件1面外退刀造成的各种缺陷。当然，这里还可以设置到刀具2运动到预设位置时，控制刀具2停止前进预设时间后，再控制刀具2上升，确保刀具2已经对待加工件加工完成。具体地，还可以使用设备负载监测判断刀刃22是否在进行铣削，设备负载可以监测加工过程的受力大小判断是否在进行加工。如当刀具2开始加工待加工件1后，如果当刀刃22上监测的数值均小于预设数值时，判定刀刃22没有在进行铣削，进而判定刀具2已达到预设位置。

为实现上述目的，本发明还提供一种铣削加工系统，铣削加工系统包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的铣削加工方法的步骤。其中还可以包括通信模块，可通过网络与外部通讯设备连接。通信模块可以接收外部通讯设备发出的请求，还可以发送请求、指令及信息至外部通讯设备，外部通讯设备可以是其它检验系统、服务器等等。

存储器，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如计算初始坐标与标定坐标之间的间隔距离是否大于预设静态距离)等；存储数据区可包括数据库，存储数据区可存储根据系统的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器，是铣削加工系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个铣削加工系统的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储内的数据，执行铣削加工系统的各种功能和处理数据，从而对铣削加工系统进行整体监控。处理器可包括一个或多个处理单元；可选地，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

可选地，铣削加工系统还包括：

图像识别模块，图像识别模块用于识别待加工件的图像并获取图像中各个方向的最大尺寸值；

图像识别模块可以是用于对待加工件的外轮廓进行扫描，获取外轮廓图像，然后根据外轮廓图像获取最大尺寸值。当然，也可以是通过拍照获取照片，根据照片获取待加工件的外轮廓，进而得到最大尺寸值。

驱动模块，驱动模块包括X轴驱动件、Y轴驱动件和Z轴驱动件，驱动模块用于驱动刀具运动至预设位置，Z轴驱动件还用于当刀具运动至预设位置预设时间后，控制刀具竖直上升完成退刀。上述驱动件可以是驱动电机，或者直线运动模组，用以控制刀具的运动。

为实现上述目的，本发明提供还一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的铣削加工方法的步骤。计算机可读存储介质可以是铣削加工系统中的存储器，也可以是如ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (9)

1.一种铣削加工方法，应用于对发动机缸体凸台的加工，其特征在于，所述铣削加工方法包括以下步骤：

控制刀具按预定速度旋转；

控制所述刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，所述预设位置为刀具完全覆盖所述待加工件，且所述刀具的外圆周面上的每一个点均与所述待加工件间隔设置的位置；

控制所述刀具上升完成退刀；

所述刀具包括基体和刀刃，所述基体的一端与驱动件连接以使得所述基体旋转，所述基体远离所述驱动件的一端设置有多个所述刀刃，所述刀刃上设置有设备负载监测，当所述刀具运动至所述预设位置时，所述刀刃与所述待加工件间隔设置；

所述当所述刀具运动至所述预设位置时的步骤中，判定所述刀具是否达到预设位置的步骤包括：

若所述刀刃上监测的数值小于预设数值时，判定所述刀刃没有在进行铣削，进而判定刀具已达到所述预设位置。

2.根据权利要求1所述的铣削加工方法，其特征在于，所述控制所述刀具自待加工件的一侧进入并运动至预设位置，包括以下步骤：

获取待加工件的各个方向尺寸中，从中得到各个方向的最大尺寸值；

根据所述待加工件的最大尺寸获取所述预设位置。

3.根据权利要求2所述的铣削加工方法，其特征在于，所述根据所述待加工件的最大尺寸获取所述预设位置的步骤包括：

根据获取所述最大尺寸值的方向在所述待加工件上获取一条线段；

获取所述线段的中点；

所述预设位置即为所述刀具的中心点运动至所述中点正上方的位置。

4.根据权利要求2所述的铣削加工方法，其特征在于，所述刀具在任一方向的尺寸均大于所述待加工件的所述最大尺寸值。

5.根据权利要求2所述的铣削加工方法，其特征在于，所述基体为圆柱基体，所述刀刃在所述基体的外圆周面上呈环形间隔分布，多个所述刀刃环绕形成的内圆面的直径大于所述待加工件的所述最大尺寸值。

6.根据权利要求1所述的铣削加工方法，其特征在于，所述控制所述刀具上升完成退刀的步骤具体为：

控制所述刀具竖直上升完成退刀。

7.一种铣削加工系统，其特征在于，所述铣削加工系统包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的铣削加工方法的步骤。

8.根据权利要求7所述的铣削加工系统，其特征在于，所述铣削加工系统还包括：

图像识别模块，所述图像识别模块用于识别待加工件的图像并获取所述图像中各个方向的最大尺寸值；

驱动模块，所述驱动模块包括X轴驱动件、Y轴驱动件和Z轴驱动件，所述驱动模块用于驱动刀具运动至预设位置，所述Z轴驱动件还用于当所述刀具运动至预设位置预设时间后，控制所述刀具竖直上升完成退刀。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的铣削加工方法的步骤。

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