CN1296162C - 大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法 - Google Patents

大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法 Download PDF

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Abstract

大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法，其加工步骤是：(1)加工零件的基准面、内孔和外圆；(2)成型加工柱面网格；(3)加工零件径向孔；(4)精加工柱面网格；柱面网格零件高速车铣自动加工方法的计算机程序的流程是：(1)准备开始；(2)输入加工零件的技术参数，例如网格圆周和径向网格数量，径向孔数量，孔径和位置尺寸等；(3)刀具运动的坐标位置如刀具切入和切出的坐标位置；(4)加工过程结束否？(5)生成刀具轨迹文件；(6)输入刀具轨迹文件，进行仿真加工；(7)刀具轨迹文件修改否？若修改则进入(5)，否则结束；本发明具有加工工艺简单、生产效率高、加工质量好等优点，能满足大型薄壁柱面网格高速车铣加工的技术要求。

Description

大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法
技术领域
本发明属于机械切削加工技术，特别涉及一种大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法。
背景技术
如图1所示，内表面具有矩形网格结构的大型薄壁回转体零件，直径为1500～3000mm，高度为400～800mm，壁厚为5～10mm，在工件的内圆表面均匀地分布着需要进行切削加工的网格状凹型表面，因此“薄壁柱面网格”的加工难度很大，特别是那些不完整网格凹面的加工更是困难。目前，通常采用普通铣床铣削加工方法，这种加工方法不但生产效率低，而且对尺寸精度和形状位置精度要求较高时，很难保证产品质量，成品率较低，即使采用数控加工技术，由于零件的刚性和强度较低，铣削加工时容易产生加工变形，因此达不到加工精度和物理机械特性的技术要求。
发明内容
本发明的目的是针对内表面具有矩形网格结构大型薄壁零件机械加工存在的技术问题，提供一种加工工艺简单，生产效率高，能保证加工精度的高速车铣自动加工工艺方法。
本发明是根据圆分度累积误差为零的原理，在高架式五轴联动加工机床，采用加工零件低速回转和高速旋转铣刀快速进给的正交车铣加工方法，完成薄壁表面网格的加工，保证其尺寸、形状和位置精度的技术要求，大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法，其加工工艺步骤是：(1)加工零件的基准面、内孔和外圆；(2)成型加工柱面网格，采用超高速涂层指状铣刀，刀具快进速度为30～55m/min，刀具转速为10000～20000r/min，回转工作台转速为1.5～10r/min，最佳转速为2.5～6r/min，采用高压风冷却，其风压为4～8Mpa，在室温下，零件随回转工作台连续回转运动，刀具按照加工程序快进、切削柱面网格凹槽和快退运动，反复连续不断地进行加工，直至全部完成柱面网格凹槽的成型加工；(3)加工零件径向孔，刀具转速为10000～16000r/min，进给量为2～3mm/s；(4)精加工柱面网格，采用超高速涂层指状铣刀，刀具快进速度为30～55m/min，刀具转速为10000～20000r/min，回转工作台转速为1.5～10r/min，最佳转速为2.5～6r/min，采用高压风冷却，其风压为4～8Mpa，在室温下，加工零件随回转工作台作往复分度运动，结合刀具直线快速运动和插补运动，完成柱面网格凹槽的精加工，目的是对网格周边进行修整，达到加工精度的技术要求；
本发明加工方法的计算机程序的流程是：(1)准备开始；(2)输入加工零件的技术参数，例如网格圆周和径向网格数量，径向孔数量，孔径和位置尺寸等；(3)刀具运动的坐标位置，如刀具切入和切出的坐标位置；(4)加工过程结束否？若结束，则进入(5)，否则记录刀具运动的坐标位置进入(3)；(5)生成刀具轨迹文件；(6)输入刀具轨迹文件，进行仿真加工；(7)刀具轨迹文件修改否？若修改刀具轨迹文件，则进入(5)，否则结束。
本发明具有加工工艺简单、生产效率高、加工质量好等优点，能满足大型薄壁柱面网格高速车铣加工的技术要求。
附图说明
图1是本发明加工零件结构示意图；
图2是本发明加工计算机程序的流程图；
图3是本发明成型加工刀具运动轨迹示意图；
图4是本发明精加工刀具运动轨迹示意图。
具体实施方式
结合实例进一步说明本发明柱面网格高速车铣加工的工艺方法。例如加工，一种直径1500mm，壁厚6mm，高度450mm的回转体薄壁零件。如图1所示，内表面具有柱面网格结构。使用高架式五轴联动加工机床，第一步：首先加工零件的基准面、外圆和内孔；第二步：成型加工柱面网格，采用φ20mm TiN涂层四齿指状铣刀，刀具快进速度为45m/min，刀具转速为12000r/min，切削进给速度为2.5mm/s。采用高速风冷却，其风压为5～6Mpa，在室温下，刀具按照加工程序连续不断的加工柱面网格。刀具运动轨迹如图3所示，1.刀具原始位置；2.刀具快速切入到加工位置；3.零件回转到中间位置；4.一个加工网格加工结束位置；5.刀具快速退回位置；6.刀具快速切入到下一个加工位置；7.刀具加工到下一个中间位置，如此重复循环直到零件随工作台旋转一周，然后刀具沿零件轴线方向移动到下一行网格，开始下一周网格的车铣加工，直到柱面网格全部加工完成。第三步：加工零件径向孔，采用镗铣加工方法，刀具转速为12000r/min，进给量为2.5mm/s；第四步：精加工柱面网格，加工零件随回转工作台作往复分度运动，结合刀具直线快速运动和插补运动，完成柱面网格凹槽的精加工，目的是对网格周边进行修整，达到加工精度的技术要求，其加工工艺条件和技术参数与成型加工柱面网格相同。刀具运动轨迹如图4所示，1为刀具快速切入位置，刀具从1-2、3-4为工件作回转分度运动位置，刀具从2-3、4-1为工件停止回转运动位置，同时刀具作快速切入和切出运动。刀具5为下一个网格加工位置。对于不完整网格的加工，在工件回转分度的同时，刀具还需要在轴向方向作直线运动，两个运动的合成，完成刀具从7-8的加工过程。按照加工程序，完成刀具8-9-10-5-11的运动过程，再开始下一个网格的车铣加工，直到完成全部柱面网格的加工。如图2所示，该加工方法的计算机程序的流程是：(1)准备开始；(2)输入加工零件的技术参数，例如网格圆周和径向网格数量，径向孔数量，孔径和位置尺寸等；(3)刀具运动的坐标位置，如刀具切入和切出的坐标位置；(4)加工过程结束否？若结束，则进入(5)，否则记录刀具运动的坐标位置进入(3)；(5)生成刀具轨迹文件；(6)输入刀具轨迹文件，进行仿真加工；(7)刀具轨迹文件修改否？若修改刀具轨迹文件，则进入(5)，否则结束。

Claims (3)

1.大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法，其特征是，该方法的工艺步骤为：
(1)加工零件的基准面、内孔和外圆；
(2)成型加工柱面网格，采用超高速涂层指状铣刀，刀具快进速度为30～55m/min，刀具转速为10000～20000r/min，回转工作台转速为1.5～10r/min，采用高压风冷却，其风压为4～8Mpa，在室温下，零件随回转工作台连续回转运动，刀具按照加工程序快进、切削柱面网格凹槽和快退运动，反复连续不断的进行加工，直至全部完成柱面网格凹槽的成型加工；
(3)加工零件径向孔，刀具转速为10000～16000r/min，进给量为2～3mm/s；
(4)精加工柱面网格，采用超高速涂层指状铣刀，刀具快进速度为30～55m/min，刀具转速为10000～20000r/min，回转工作台转速为1.5～10r/min，采用高压风冷却，其风压为4～8Mpa，在室温下，加工零件随回转工作台作往复分度运动，结合刀具直线快速运动和插补运动，完成柱面网格凹槽的精加工，目的是对网格周边进行修整，达到加工精度的技术要求。
2.如权利要求1所述的大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法，其特征是，该加工方法的计算机程序流程为：
(1)准备开始；
(2)输入加工零件的技术参数，例如网格圆周和径向网格数量，径向孔数量，孔径和位置尺寸等；
(3)刀具运动的坐标位置，例如刀具切入和切出的坐标位置；
(4)加工过程结束否？若结束，则进入(5)，否则记录刀具运动的坐标位置则进入(3)；
(5)生成刀具轨迹文件；
(6)输入刀具轨迹文件，进行仿真加工；
(7)刀具轨迹文件修改否？若修改刀具轨迹文件，则进入(5)，否则结束。
3.如权利要求1所述的大型薄壁柱面网格零件高速车铣自动加工方法，其特征是，回转工作台的最佳转速为2.5～6r/min。
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