[發明專利]可傾斜主軸數控銑床的分層加工方法

無效

• 申請號: 201110182849.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102319921A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 藺小軍;史耀耀;劉相柱;蔣尚;楊闊;單晨偉;任軍學
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及機械加工領域，具體為一種可傾斜主軸數控銑床的分層加工方法。

背景技術

整體葉盤、葉輪以及整體噴嘴環等整體構件為提高產品性能提供了保障，但同時也對制造技術提出了挑戰。整體構件高效高質量制造最有效的辦法是數控加工，由于在加工時要受內、外緣板約束和前后葉片的遮擋，導致加工的開敞性很差，加工約束多，因此要完全完成這些整體結構件的加工必須采用可以使主軸傾斜的機床，否則就會導致有些部位不能加工。目前主軸能傾斜的數控機床僅限于五坐標加工中心，所以這些整體構件的加工必須采用五坐標加工中心設備。但是五坐標加工中心設備購買費用太高，一臺需要300萬～1000萬元人民幣，導致設備稀缺、加工費用增高，最終使產品生產成本上升。

為了降低加工成本，在普通數控銑床的基礎上改造出了可傾斜主軸的數控銑床，其特點在于可以根據加工要求，在停機狀態下將銑床的加工主軸傾斜，實現原本普通數控銑床無法完成的加工任務。這種可傾斜主軸數控銑床較五座標加工中心成本大大降低，但由于主軸傾斜，其中的數控加工方法與原普通數控銑床的加工方法不同，需要重新設計新的加工方法。

分層加工是在切削量較大時，為減少刀具切削力，防止刀具崩刃和斷裂的加工方法，由于可傾斜主軸數控銑床的主軸在工作時不一定與機床坐標系平行，所以分層加工方法有很大區別：

(1)在數控加工中都是采用刀位點接觸對刀點，普通數控系統中給出的刀位點坐標都是刀具軸線的頂端坐標，但可傾斜主軸數控銑床由于刀軸的傾斜，采用普通數控系統，會導致刀位點很難接觸對刀點。

(2)在加工坐標系中，普通數控銑床刀具長度變化只涉及刀軸方向Z坐標，而可傾斜主軸數控銑床刀具長度的變化則要涉及到Z、X兩個坐標。

(3)普通數控銑床只需改變加工坐標系Z坐標就可以實現分層加工，可傾斜主軸數控銑床沿主軸的移動涉及Z坐標和X坐標。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術中缺乏可傾斜主軸數控銑床分層加工方法的問題，本發明提出了一種可傾斜主軸數控銑床的分層加工方法。

技術方案

本發明的目的是要提出一種可傾斜主軸數控銑床的分層加工方法，其中包括可傾斜主軸數控銑床刀位文件后置處理、刀具長度補償方法以及分層加工時刀位點的轉換。

本發明的技術方案為：

所述一種可傾斜主軸數控銑床的分層加工方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：在機床上裝夾待加工工件；按照加工要求將機床主軸繞機床坐標系Y方向傾斜，并采用正弦規驗證傾斜角度；

步驟2：將數控系統中的刀位點由刀具刀尖點轉換為刀具最低點，轉換方法為：

a、平底刀刀具最低點：

b、球頭刀刀具最低點：

c、環形刀刀具最低點：

其中，x′、y′、z′為刀具最低點在加工坐標系中的坐標，x、y、z為刀具刀尖點坐標，α為機床主軸繞機床坐標系Y方向的傾斜角度，加工坐標系三軸方向與機床坐標系三軸方向對應平行，r_刀為刀具半徑，r₁為環形刀側刃半徑；

步驟3：在數控系統中進行刀具長度補償：

步驟a：在機床主軸刀柄安裝標準球，并將機床主軸刀柄沿機床坐標系Z方向移動，使標準球接觸工件，在數控系統中讀取機床控制點在機床坐標系中坐標(x₀，y₀，z₀)；

步驟b：在機床主軸刀柄安裝刀具，并將機床主軸刀柄沿機床坐標系Z方向移動，使刀具接觸工件，在數控系統中讀取機床控制點在機床坐標系中坐標(x₁，y₁，z₁)；