[發明專利]基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法

有效

• 申請號: 201410035516.X
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103760823A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉云龍;李貴助;邵維玲;王新昌;張恒智;龍江;李幸春;吳雷;司麗麗;崔晶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱第一機械集團有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及球面精細阿基米德螺旋線加工方法，屬于復雜空間曲線數控加工技術領域。

背景技術

為了提高油氣懸掛裝置關鍵件球支承的使用壽命，設計要求在球支承外球表面加工深度不大于0.05mm，且要求邊沿要修圓的阿基米德正弦螺旋刻線（如圖2所示），用于存儲潤滑油，使零件在工作中潤滑充分，提高零件的使用壽命。

由于該阿基米德螺旋線屬于精細的三維空間曲線，所以采用常規方法無法滿足進行加工，調研國內多家大型企業和研究院所都難以實現。目前在國內還沒有找到可借鑒的阿基米德螺旋線刻線加工手段。所以研究一種在球面上加工精細阿基米德螺旋刻線的加工工藝方法對完成油氣懸掛裝置的研制具有重要的意義。

發明內容

本發明是要解決采用常規方法無法滿足基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線進行加工的問題，而提供了基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法。

基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法包括以下內容：

一、規劃螺旋線加工刀具的軌跡；

二、對刀具的結構和參數進行選擇和確定；

三、對步驟一中的螺旋線加工刀具的軌跡進行修正，然后根據修正后的軌跡對球面進行精細阿基米德螺旋線的加工；

四、對步驟三得到的球面阿基米德螺旋線刻線邊沿修圓，即完成了基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法。

發明效果：

本發明采用密特朗五軸加工中心，利用UG4.0三維軟件，通過三維球體建立、阿基米德螺旋線數學方程建立及球面阿基米德正弦螺旋線參數化，構建了球面阿基米德正弦螺旋線模型，根據該模型，通過創建幾何體、創建刀具、創建程序和操作，完成了球面阿基米德正弦螺旋線五軸數控加工程序編制；采用角度為55°、刀尖圓弧半徑不大于R0.05、切削刃前端頂面通過刀尖中心的優質硬質合金專用刀具，通過合理選擇切削用量，合理安排工藝流程，解決了刀具磨損、崩刃和加工效率低等關鍵技術難題，成功完成球面精細阿基米德螺旋線的加工，刻線深度控制在0.02～0.05之間，刻線均勻，刻線邊緣光滑，球表面粗糙度達到Ra1.6以上，滿足設計要求。

本發明采用密特朗五軸加工中心，利用UG4.0三維軟件完成了空間曲線建立和加工程序生成，成功完成球面精細阿基米德螺旋線的加工。球表面刻線深度控制在0.02-0.05之間，刻線均用，邊緣修圓光滑，滿足設計要求。通過科學合理的選擇刀具材料、刀具角度和切削用量，合理安排工藝流程，解決刀尖極易磨損和崩刃和加工效率低等關鍵技術問題，取得良好的加工效果，滿足批量生產的要求。

附圖說明

圖1是本發明流程圖；

圖2是背景技術中球支承外形照片；

圖3是背景技術中阿基米德螺旋線局部放大圖；其中，d表示要求刻線的邊緣修圓，h表示刻線深度不大于0.05；

圖4是實施例中球支承球體實體的建立圖；

圖5是實施例中沿球面繞行一周的阿基米德螺旋線圖；

圖6是實施例中球面阿基米德螺旋線模型圖；

圖7是實施例中刀具角度圖，其中，a表示刀具角度，b表示切削刃，c表示刀尖圓弧；

圖8是實施例中UG4.0中選擇工具-表達式圖；其中，r：螺旋線各點到球心的距離---球體半徑；t：變量，變化區間0～1；tt：圖紙設定的正弦波幅，設定1mm；zx：正弦曲線在Z軸的偏移量；xt：曲線在X軸上的位置；yt：曲線在Y軸上的位置；zt1：設定球體1周內的正弦曲線數量為65個；

圖9是實施例中創建操作圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法包括以下內容：

一、規劃螺旋線加工刀具的軌跡；

二、對刀具的結構和參數進行選擇和確定；

三、對步驟一中的螺旋線加工刀具的軌跡進行修正，然后根據修正后的軌跡對球面進行精細阿基米德螺旋線的加工；

四、對步驟三得到的球面阿基米德螺旋線刻線邊沿修圓，即完成了基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法。

本實施方式效果：