CN116475470A - 一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，包括下列步骤：S1在机床摆轴为0度时设定好机床0点位置；S2机床摆轴带动零件旋转a度，使得当机床摆轴带动零件旋转a度后，待加工的冷却气孔与角度头的刀尖处于平行状态；S3计算机床0点位置变化值；S4根据计算结果，将原有的五轴加工转化为三轴加工；S5通过三轴的侧铣加工完成对内腔类小角度特征的加工。本发明使得角度头和刀具可直接进入零件内部加工斜孔，简化了操作方法，降低了加工对软件特殊后置处理的要求、降低了制造加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法。
背景技术
在对航空发动机的机匣类零件进行加工中，经常需要进行内斜面的冷却气孔加工，参见附图1。然而内斜面的冷却气孔加工难度大、干涉多，无法进行外部加工，只能通过角度头伸入机匣内腔进行加工。
现有技术中，参见附图1所示，角度头和刀具无法直接进入零件内部加工斜孔，需要五轴机床摆角度和侧铣头沉入才能完成程序的输出加工，需要对加工软件进行特殊后置处理，提高了操作难度，增加了制造加工的成本。
因此，如何克服现有技术的缺点，使角度头和刀具可直接进入零件内部加工斜孔，简化操作方法，降低加工对软件特殊后置处理的要求、降低制造加工成本，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法。具体采用如下技术方案：
一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，所述方法包括下列步骤：
S1 在机床摆轴为0度时设定好机床0点位置；
S2 机床摆轴带动零件旋转a度，使得当机床摆轴带动零件旋转a度后，待加工的冷却气孔与角度头的刀尖处于平行状态；
S3 计算机床0点位置变化值；
S4 根据计算结果，将原有的五轴加工转化为三轴加工；
S5 通过三轴的侧铣加工完成对内腔类小角度特征的加工。
进一步，所述步骤S1具体包括：按照常规方式进行对刀；对机床X、Y坐标进行内圆分中，就是将X、Y坐标设置为机床位于旋转圆弧的中间位置,将Z坐标根据实际情况设于旋转圆弧上；Z坐标值为机床摆轴回转中心到零件零点（G54）的绝对尺寸，具体数值为h1+h2。
进一步，所述步骤S3中的变化值具体计算过程包括：
通过RTCP（Rotated Tool Center Point）移动a度后与0度时的机床机械位置差值直接计算得出；
或者，
通过测量方法测量零件设定Z零位和机床床面到A回转中心的距离得出零件高度，即零点距离回转中心的长度h1+h2，再通过三角函数计算得出。
进一步，所述通过RTCP（Rotated Tool Center Point）移动a度后与0度时的机床机械位置差值直接计算得出，具体包括：
计算得到BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。
进一步，通过测量方法测量零件设定Z零位和机床床面到A回转中心的距离得出零件高度，即零点距离回转中心的长度h1+h2，再通过三角函数计算得出，具体包括：
用三角函数计算出BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。
进一步，所述步骤S5包括：
根据BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L以及所述Z方向偏移量h1，控制三轴加工设备的角度头进行侧铣加工。
本发明通过机床的RTCP（刀尖跟随）自动走出偏值，或通过摆动角度和零件绝对位置计算出摆角后的偏移值，对原零位和摆角零位偏值进行补偿，从而将五轴程序转化为三轴程序进行加工，使得角度头和刀具可直接进入零件内部加工斜孔，简化了操作方法，降低了加工对软件特殊后置处理的要求、降低了制造加工成本。
附图说明
图1为现有技术中角度头的加工状态示意图。
图2为本发明利用角度头加工内腔类小角度特征的示意图。
图3为本发明通过RTCP进行加工的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如附图2所示，本发明的具体实施例提供一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，包括下列步骤：
1、在机床摆轴为0度时设定好机床0点位置，具体包括：按照常规方式进行对刀；对机床X、Y坐标进行内圆分中，就是将X、Y坐标设置为机床位于旋转圆弧的中间位置,Z坐标根据实际情况设于旋转圆弧上。Z坐标值为机床摆轴回转中心到零件零点（G54）的绝对尺寸，具体数值为h1+h2；机床摆轴旋转角度为0度。
2、机床摆轴带动零件旋转a度，使得当机床摆轴带动零件旋转a度后，待加工的冷却气孔与角度头的刀尖处于平行状态。
3、计算机床0点位置变化值。此时，原来设定好的机床0点位置会发生变化，如图3所示。变化值可以通过RTCP（Rotated Tool Center Point）移动a度后与0度时的机床机械位置差值直接计算得出，包括BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。
也可以通过测量方法测量零件设定Z零位和机床床面到A回转中心的距离得出零件高度，即零点距离回转中心的长度h1+h2,然后用三角函数计算出BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。所述机床床面到A回转中心的距离为设备固有参数。
4.根据上述计算结果，将原有的五轴方法通过计算转化为3轴加工，计算出摆角度后的零点位置。
5.然后通过三轴的侧铣加工完成对摆角度后的特征加工。
现有技术需要专用后处理去计算偏移后的零点位置，而本发明通过上述步骤将原有的3+2轴程序转化为三轴程序, 简化了操作方法，降低了加工对软件特殊后置处理的要求、降低了制造加工成本。
如上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
S1 在机床摆轴为0度时设定好机床0点位置；
S2 机床摆轴带动零件旋转a度，使得当机床摆轴带动零件旋转a度后，待加工的冷却气孔与角度头的刀尖处于平行状态；
S3 计算机床0点位置变化值；
S4 根据计算结果，将原有的五轴加工转化为三轴加工；
S5 通过三轴的侧铣加工完成对内腔类小角度特征的加工。
2.根据权利要求1所述的一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：按照常规方式进行对刀；对机床X、Y坐标进行内圆分中，就是将X、Y坐标设置为机床位于旋转圆弧的中间位置,将Z坐标根据实际情况设于旋转圆弧上；Z坐标值为机床摆轴回转中心到零件零点（G54）的绝对尺寸，具体数值为h1+h2。
3.根据权利要求1所述的一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，所述步骤S3中的变化值具体计算过程包括：
通过RTCP（Rotated Tool Center Point）移动a度后与0度时的机床机械位置差值直接计算得出；
或者，
通过测量方法测量零件设定Z零位和机床床面到A回转中心的距离得出零件高度，即零点距离回转中心的长度h1+h2，再通过三角函数计算得出。
4.根据权利要求3所述的一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，所述通过RTCP（Rotated Tool Center Point）移动a度后与0度时的机床机械位置差值直接计算得出，具体包括：
计算得到BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。
5.根据权利要求3所述的一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，通过测量方法测量零件设定Z零位和机床床面到A回转中心的距离得出零件高度，即零点距离回转中心的长度h1+h2，再通过三角函数计算得出，具体包括：
用三角函数计算出BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L，以及机床摆轴旋转a度后L1在Z方向竖直投影距离h2,进而得到Z方向偏移量h1。
6.根据权利要求4或5所述的一种利用角度头加工内腔类小角度特征的方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
根据BC结构下的X方向或AC结构下的Y方向的偏移量L以及所述Z方向偏移量h1，控制三轴加工设备的角度头进行侧铣加工。
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