[發明專利]高精度球面的車削方法

在審

• 申請號: 201911161744.0
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110935890A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 孫莉潔;劉勇;韓曉光;趙興龍;劉凌云;高兵利
• 申請（專利權）人: 中國航發西安動力控制科技有限公司
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 姚敏杰

本發明屬于機械加工領域，涉及一種高精度球面的車削方法，包括：1)獲取刀具在球面上的起始位點的點坐標X₀；2)基于刀具刀尖圓弧半徑r以及刀具切削位置的變化對球直徑的影響，對起始位點的點坐標X₀進行修正，得到刀具在球面上起始位點的實際點坐標X；3)以實際點坐標X起刀對起始位點進行車削；4)移動刀具至第二位點，重復步驟2)至步驟3)對第二位點進行車削；5)重復步驟4)直至完成所有球面位點的切削。本發明提供了一種可大幅提高加工合格率、穩定零件加工質量以及可操作性強的高精度球面的車削方法。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，涉及一種車削方法，尤其涉及一種高精度球面的車削方法。

背景技術

參見圖1，某零件球面零件(錳黃銅材料制品)要求面輪廓度0.005mm，由于該零件所采用材料的限制，無法采用研磨工藝。在進行球面車削時，車床三爪反向定位夾緊，采用數控編程刀具軌跡為圓弧，加工后面輪廓度為0.01～0.015，后續通過反復檢測、拋光進行局部手工拋修，質量不穩定，合格率僅20％。此外，參見圖2，通過測針360°掃描球面表面后，發現球面存在局部凹陷。究其原因，得到如下結論：在刀具接觸球面時，因刀尖圓弧與零件接觸的切削位置一直在改變，而當刀具切削至球面頂點時，刀具的最底端與零件的最高點接觸，此處的切深最大，使得球面局部凹陷，而正是此處的凹陷導致了球面的整體面輪廓度超差。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種可大幅提高加工合格率、穩定零件加工質量以及可操作性強的高精度球面的車削方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高精度球面的車削方法，其特征在于：所述高精度球面的車削方法包括以下步驟：

1)獲取刀具在球面上的起始位點的點坐標X₀；

2)基于刀具刀尖圓弧半徑r以及刀具切削位置的變化對球直徑的影響，對步驟1)中起始位點的點坐標X₀進行修正，得到刀具在球面上起始位點的實際點坐標X；

3)以步驟2)得到的實際點坐標X起刀對起始位點進行車削；

4)移動刀具至第二位點，重復步驟2)至步驟3)，對第二位點進行車削；

5)重復步驟4)直至完成所有球面位點的切削。

上述步驟1)中起始位點的點坐標X₀的具體獲取方式是：

其中：

R是待加工球面零件的球體半徑；

z是刀具和待加工球面零件接觸點在Z方向的投影的距離。

上述步驟2)中修正的具體實現方式是：

X＝X₀－Δx

Δx＝r－r×cosα

其中：

Δx是刀具和零件接觸點與刀具刀尖在X方向的投影距離；

r是刀具刀尖圓弧半徑；

α是待加工球面零件球心和刀具刀尖圓弧圓心的連線與待加工球面零件中心線的夾角；

R是待加工球面零件的球體半徑；

z是刀具和待加工球面零件接觸點在Z方向的投影的距離。

沿z方向，所述起始位點和第二位點的距離是Δz；所述Δz不大于0.1mm。

本發明的優點是：