[發明專利]一種提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法

在審

• 申請號: 201410571086.3
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104460517A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 趙明;石豎鯤;唐秀梅;劉德生;王欣
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明涉及適用于航空發動機環形機匣等類似結構零件加工領域，特別提供了一種提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法。

背景技術

隨著航空制造技術的發展，飛機發動機機匣等構件精度越來越高、結構越來越復雜。復雜、高精度機匣件安裝邊以及內外型腔徑向孔位置度要求達到之內，并且需要使用彎頭，刀具才能達到加工部位。因彎頭與機床主軸偏轉點存在安裝偏差，刀具偏轉時將產生位置誤差，影響精密孔的加工精度，無法滿足航空發動機機匣等構件精密孔加工的要求。

人們迫切希望獲得一種技術效果優良的提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種技術效果優良的提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法，直接應用于立式五軸鏜銑加工中心使用彎頭進行精密孔加工工藝，通過數學公式，進行坐標變換，補償因彎頭偏差造成的精密孔加工位置誤差，達到提高加工精度的目的，

所述提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法，步驟如下：

①通過試驗分析五軸鏜銑加工中心使用彎頭鉆鏜孔精度偏差的性質，確定彎頭長度L1，彎頭寬度L2，主軸端面至旋轉中心的距離GAGE以及刀具長度TOOL_L，將L1、L2、GAGE和TOOL_L值輸入到機床刀具及參數表中；

②根據五軸鏜銑加工中心彎頭鉆鏜孔偏差分析結果，檢測機床主軸與直線軸、旋轉軸及彎頭的安裝偏差值；通過在機床上打表的方法確定旋轉中心X向偏差△X，旋轉中心Y向偏差△Y，旋轉中心Z向偏差△Z，B軸旋轉角度△B，C軸旋轉角度△C；

③按機床檢測數據，建立五軸鏜銑加工中心仿真模型；

④建立機床加工坐標系變換數學公式：

通過彎頭運動分析，彎頭繞B軸旋轉中心運動產生的位置偏差在X向、Z向，彎頭繞C軸旋轉中心運動產生的位置偏差在X向、Y向，X向的偏差值是B軸和C軸偏差值的疊加，要保證B軸和C軸旋轉后的坐標值仍然正確，需要進行補償，B軸和C軸旋轉后X向、Y向、Z向的補償公式如下：

X坐標值補償公式：

X補償值＝2*△X-SQRT(△X*△X+△Y*△Y)*COS(ATAN(△Y/△X)-△C)-

SQRT(△X*△X+△Z*△Z)*COS(ATAN(△Z/△X)-△B)

Y坐標值補償公式：

Y補償值＝△Y-SQRT(△X*△X+△Y*△Y)*SIN(ATAN(△Y/△X)-△C)

Z坐標值補償公式：

Z補償值＝△Z-SQRT(△X*△X+△Z*△Z)*SIN(ATAN(△Z/△X)-△B)

⑤進行仿真驗證及現場加工測試；

⑥設置后置處理格式。

所述提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法，選擇機匣試驗件，編制彎頭加工數控程序，進行試驗件的數控加工。完成試驗件加工后，送三坐標測量機進行孔位置的的檢測，分析孔位置偏差值及方向。進行鏜銑加工中心機床精度檢測，通過打表方法，檢查出機床主軸與直線軸、旋轉軸及彎頭的安裝偏差值及偏差方向。根據機床精度打表檢查結果數據，建立機床仿真模型，使仿真加工環境配置與實際機床狀態一致。

編制彎頭鉆孔試驗程序，在機床仿真加工系統中進行仿真加工驗證，分析精密孔加工系統偏差產生原因，根據孔加工誤差產生原因，建立數學模型，推導出坐標補償公式。根據誤差補償公式，設置后置處理格式，編制數控加工程序，進行現場加工試驗，按照調整補償精度，確定合理的誤差補償公式。

本發明所述鏜銑加工中心彎頭加工精度補償工方法專利技術能夠解決航空發動機機匣等構件端面及徑向孔加工偏置問題。通過坐標變換、誤差補償技術提高精密孔加工精度，提高加工質量，避免零件超差、報廢帶來的經濟損失。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為彎頭加工立體示意圖；

圖2為彎頭加工示意圖；

圖3為彎頭安裝偏心示意圖；

圖4為圖3中A彎頭安裝偏心示意圖。

具體實施方式

實施例1

所述提高使用彎頭加工空間孔位置精度的方法，步驟如下：

①通過試驗分析五軸鏜銑加工中心使用彎頭鉆鏜孔精度偏差的性質，確定彎頭長度L1，彎頭寬度L2，主軸端面至旋轉中心的距離GAGE以及刀具長度TOOL_L，將L1、L2、GAGE和TOOL_L值輸入到機床刀具及參數表中；