[發(fā)明專利]一種高效曲面直接數(shù)控加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010410841.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111459098A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒左明
• 申請（專利權(quán)）人: 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)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(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發(fā)明新型公開了一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，用直紋面插補(bǔ)作為插補(bǔ)單位，采用刀具側(cè)刃加工，刀具路徑最短，因此加工時間最短；同時，各加工點(diǎn)的刀具轉(zhuǎn)速相同，加工質(zhì)量高；在加工空間平面、圓錐面和柱面時，不存在理論誤差，最終的加工誤差也僅來自機(jī)械誤差；因而加工時間短、效率高、精度高，通過對不同方法進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，根據(jù)不同的的復(fù)雜曲面特征如RMS值和中高頻分布建立組合加工策略，針對性的加工，提高面形收斂效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明新型涉及數(shù)控加工領(lǐng)域，具體是一種高效曲面直接數(shù)控加工方法。

背景技術(shù)

各種已知的曲面數(shù)控加工技術(shù)如銑削、磨削等加工都是采用點(diǎn)、線作為對加工曲面逼近或擬合的基本單元，即先將曲面根據(jù)加工精度需要分割成較小的平面片或曲面片，再將這些小的面以數(shù)控機(jī)床可以直接實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)和線來進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃，相鄰刀位間的距離由加工精度決定，精度越高，刀位就越密，刀位數(shù)據(jù)就越多，加工時間就越長。在這種加工方式中，加工效率與誤差控制一直是一對難以調(diào)和的矛盾。

近年來，線接觸加工由于其具有加工表面質(zhì)量好、加工效率高而成為研究熱點(diǎn)，但其加工曲面的方法還是以點(diǎn)、線方式規(guī)劃刀具路徑，用刀具側(cè)刃實(shí)現(xiàn)切削，加工效率同傳統(tǒng)五軸點(diǎn)加工方法相比沒有質(zhì)的飛躍，特別是對于小尺度面形誤差的控制能力下降，即面形收斂效率下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明新型的目的在于提供一種高效曲面直接數(shù)控加工方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明新型提供如下技術(shù)方案：

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(zhuǎn)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(jī)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(jìn)行面形誤差的檢驗(yàn)，并對誤差面進(jìn)行調(diào)整；對于工件表面的面形誤差調(diào)整時，需要使面形誤差峰谷值優(yōu)于30um，進(jìn)入粗拋光階段，對于優(yōu)于30um的中高頻誤差采用小磨頭進(jìn)行加工，直至面形誤差的RMS值優(yōu)于100nm；

步驟e，控制刀具主軸旋轉(zhuǎn)；其中刀具的刀具軸線軸為W，工件的軸線軸為C；

步驟f，調(diào)整工件或刀具位置，使得刀具的側(cè)刃與工件的加工起始線相切觸；

步驟g，控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動，切削時使刀具側(cè)刃始終與該直紋面切觸，并使刀具底刃始終沿著曲面導(dǎo)動線運(yùn)動；

步驟h，完成曲面加工全過程，各軸回位。

作為本發(fā)明新型進(jìn)一步的優(yōu)選方案：進(jìn)行步驟d時，對于RMS值優(yōu)于100nm的低階誤差還可以采用應(yīng)力盤進(jìn)行加工，對于中高頻的面形誤差，需要進(jìn)一步進(jìn)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(jìn)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(jìn)行加工，完成后進(jìn)行檢測，重復(fù)工作直至面形誤差的

RM優(yōu)于30nm后進(jìn)入步驟f。

作為本發(fā)明新型再進(jìn)一步的優(yōu)選方案：加工平面時，在進(jìn)行前述步驟c時，先調(diào)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(jī)床結(jié)構(gòu)控制工件進(jìn)給或刀具進(jìn)給實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給，控制刀具軸向進(jìn)給，使刀具頂刃始終與平面邊界保持切觸從而完成加工。

作為本發(fā)明新型再進(jìn)一步的優(yōu)選方案：加工柱面時，根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)情況采用刀具回轉(zhuǎn)進(jìn)給或采用工件回轉(zhuǎn)進(jìn)給實(shí)現(xiàn)加工；在進(jìn)行步驟c時，具體要調(diào)整機(jī)床進(jìn)給回轉(zhuǎn)軸使刀具軸線矢量方向等于柱面直母線矢量；進(jìn)行步驟g時，刀具軸線始終運(yùn)行在該柱面的刀具半徑等距面上。