[發(fā)明專利]一種高效曲面直接數(shù)控加工方法

在審

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• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111459098A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 鄒左明
• 申請（專利權）人: 四川信息職業(yè)技術學院
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41;G05B19/19;G05B19/404
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

1.一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，具體過程為：

步驟a，根據(jù)加工件的曲面特征，將該曲面轉化成直紋面，并編寫數(shù)控加工代碼；

步驟b，將加工件的空間直紋面的數(shù)控加工代碼輸入到數(shù)控系統(tǒng)；

步驟c，通過數(shù)控系統(tǒng)控制加工機床使刀具軸線矢量平行于直紋面的起始線的矢量；

步驟d，通過數(shù)控系統(tǒng)對工件表面進行面形誤差的檢驗，并對誤差面進行調整；

步驟e，控制刀具主軸旋轉；其中刀具的刀具軸線軸為W，工件的軸線軸為C；

步驟f，調整工件或刀具位置，使得刀具的側刃與工件的加工起始線相切觸；

步驟g，控制數(shù)控機床進給運動，切削時使刀具側刃始終與該直紋面切觸，并使刀具底刃始終沿著曲面導動線運動；

步驟h，完成曲面加工全過程，各軸回位。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，進行步驟d時，對于RMS值優(yōu)于100nm的低階誤差還可以采用應力盤進行加工，對于中高頻的面形誤差，需要進一步進行分析：對該精度下的局部中高頻誤差或環(huán)帶誤差使用CCOS小磨頭進行加工，對該精度下的均勻分布于整個面形的中高頻誤差采用磁流變進行加工，完成后進行檢測，重復工作直至面形誤差的RM優(yōu)于30nm后進入步驟f。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，步驟d中，對于工件表面的面形誤差調整時，需要使面形誤差峰谷值優(yōu)于30um，進入粗拋光階段，對于優(yōu)于30um的中高頻誤差采用小磨頭進行加工，直至面形誤差的RMS值優(yōu)于100nm。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，進行步驟d時，對于RMS值優(yōu)于100nm的低階誤差還可以采用應力盤進行加工，對于中高頻的面形誤差，需要進一步進行分析：對該精度下的局部中高頻誤差或環(huán)帶誤差使用CCOS小磨頭進行加工，對該精度下的均勻分布于整個面形的中高頻誤差采用磁流變進行加工，完成后進行檢測，重復工作直至面形誤差的RM優(yōu)于30nm后進入步驟f。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，加工平面時，在進行前述步驟c時，先調整刀具軸線與工件加工平面平行，刀具軸線與加工平面距離等于刀具半徑；在步驟g時，根據(jù)機床結構控制工件進給或刀具進給實現(xiàn)直線進給，控制刀具軸向進給，使刀具頂刃始終與平面邊界保持切觸從而完成加工。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，加工柱面時，根據(jù)機床結構情況采用刀具回轉進給或采用工件回轉進給實現(xiàn)加工；在進行步驟c時，具體要調整機床進給回轉軸使刀具軸線矢量方向等于柱面直母線矢量；進行步驟g時，刀具軸線始終運行在該柱面的刀具半徑等距面上。

7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，加工錐面時，在進行步驟c時，還要調整工件位置使其回轉軸線與刀架回轉軸線重合，再調整刀具回轉進給運動半徑等于工件錐面的起始回轉半徑；進行步驟f時，調整刀具繞回轉軸的夾角即起始錐角，再調整刀具軸向位置使得側刃與工件的加工起始線相切觸。

8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，加工螺旋面時，在進行步驟c時，還要調整工件位置使其回轉軸線與刀架回轉軸線重合，控制刀具回轉進給運動半徑等于工件圓錐面的回轉半徑；進行步驟f時，再調整刀具軸線矢量與直紋面起始線矢量相同，再調整刀具徑向位置使得刀具的側刃與工件的加工起始線相切觸；最后，刀具的周向進給軸C軸、工件的直線進給軸Z軸以及刀具軸線軸W軸三軸聯(lián)動加工，使刀具側刃沿螺旋面運動，同時使刀具沿刀具軸線進給，使刀具底端沿工件螺旋面內側運動，直到終止角度完成螺旋面加工。

9.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，其特征在于，加工非可展直紋面時，首先需要用前述可直接加工的直紋面對該非直紋面進行逼近，即根據(jù)加工粗糙度的要求，將非直紋面分割成一層層平面上的曲線，找到每一層平面曲線上各點上原曲面的法矢量，找到一條條與該層曲線相切，且與曲線上各點的法矢量相垂直的刀位，用前述可直接加工的直紋面順序連接這些刀位形成直紋面，用以逼近各層曲線附近的曲面；做這些逼近直紋面的等距面；刀具沿該等距面運動，即可完成對該非直紋面的加工。