[發明專利]一種彎管外表面的三軸數控銑削加工方法

無效

• 申請號: 201010620477.1
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102156441A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 王續躍;孫建立;高航;劉巍;馬日光;孫傳俊
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

1.一種彎管外表面的三軸數控銑削加工方法，加工方法基于UG軟件、采用三軸數控加工設備和球頭刀具(1)進行加工，其特征是，加工前對彎管零件(2)外表面進行加工區域的劃分、刀具軌跡的規劃和切削進給方式的優化；對被加工的彎管零件共進行兩次裝夾定位；加工中刀具切削運動是沿彎管母線(a)方向加工，每次走刀運動都是在X-Y平面內完成，進給方式由下到上；外表面加工按彎管截面各90度均分為上下對稱的四個區域，即0°～90°為第一區域(I)、90°～180°為第二區域(II)、180°～270°為第三區域(III)、270°～360°為第四區域(IV)，各區域生成的刀軌均是平行均勻的；加工完彎管的上半部分第一、第二區域(I、II)后，將彎管翻轉180°，重新定位夾緊，繼續加工彎管的下半部分第三、第四區域(III、IV)；具體加工方法步驟如下：

(1)在三軸機床上對彎管進行定位和夾緊，首先將彎管平放于三軸機床的工作臺上，然后利用彎管內表面空間，使用壓板壓住彎管內表面，但不擰緊螺母，接下來利用彎管端面，通過對刀找到彎管一端的圓心，取該點為加工原點，然后在水平面內調整彎管的位置，使工件在機床坐標系中的位置和三維模型在加工坐標系中的位置保持一致；最后擰緊螺母，夾緊彎管，確保零件在加工過程中不移動位置；

(2)利用UG的CAM模塊編制外表面加工程序；

a首先建立彎管的三維模型，依據彎管上下對稱的特征，分為四個加工區域，即第一、第二、第三、第四區域(I、II、III、IV)；

b然后在UG軟件的加工模塊進行三軸加工編程；彎管外表面加工分為粗加工、半精加工和精加工三個階段；按彎管外表面劃分的四個加工區域，先加工上半部分的第一、第二區域(I、II)再加工下半部分的第三、第四區域(III、IV)；粗、精加工采用不同的刀具，粗加工采用大直徑的圓角刀；半精加工和精加工采用球頭刀具；

c刀軌生成控制設置如下，

根據工件材料、刀具剛性和表面質量的目標預期值等來確定切深a_p、進給量f、轉速v_c的值；四個加工區域均采用沿彎管母線平行往復走刀方式和由下到上的進給方式；即刀具切削運動是從彎管一端到另一端的往復切削，進給運動是沿Z軸方向從小到大進給，逐漸進給至彎管最高點終止；

d通過二維和三維動態仿真模擬加工過程，確認整個加工過程沒有過切和碰撞問題，驗證刀軌的正確性；

e根據所使用的數控機床對刀軌進行后處理，將工件坐標系下的刀位點坐標轉換成五軸機床坐標系中各軸的平動和轉動，形成機床能識別的G代碼；

(3)通過計算機將后處理的加工程序傳輸給三軸機床，對彎管進行實際切削加工；先加工彎管上半部分的第一、第二區域(I、II)，完成后松開夾具，將彎管翻轉180度，用同樣方法重新定位夾緊，對彎管下半部分的第三、第四區域(III、IV)進行加工；完成整個彎管外表面的加工后，加工結束。