[發(fā)明專利]一種半圓柱型腔粗加工數(shù)控加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010958799.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112191898B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向曉霞;戴克亮;楊樂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安昆侖工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 華金

本發(fā)明加工方法通過構(gòu)建半封閉半圓柱型腔3、封閉半圓柱型腔4做部件幾何體并采用深度輪廓加工的方法解決了半圓柱型腔粗加工中高能耗的問題，該方法克服了現(xiàn)有加工方法中需建立刀具組合優(yōu)化模型要受刀具數(shù)量限制的問題，整個(gè)加工中只用一把仿形銑刀沿所構(gòu)建的半封閉半圓柱型腔3、封閉半圓柱型腔4的輪廓進(jìn)行zig?zag深度切削，較常規(guī)型腔銑而言，簡化了刀軌，減少了刀具運(yùn)行時(shí)的切削時(shí)間與換刀期間的空載時(shí)間，提高了單位時(shí)間內(nèi)毛坯體積的切除量，降低了能耗；采用現(xiàn)有加工方法對半圓柱型腔進(jìn)行粗加工需要8小時(shí)，能耗大；而采用本發(fā)明加工方法對半圓柱型腔進(jìn)行粗加工僅需要1小時(shí)，降低了加工能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種型腔的數(shù)控加工方法，特別是涉及一種半圓柱型腔粗加工數(shù)控加工方法。

背景技術(shù)

參見圖10、表4，文獻(xiàn)“面向低能耗的型腔加工刀具組合優(yōu)化模型，學(xué)術(shù)論壇， 2017年11月第11期”公開了一種面向低能耗型腔加工刀具的最優(yōu)組合方法。此方法基于型腔加工的復(fù)雜性，需更換不同刀具才能完成對零件的加工，針對此情況可能出現(xiàn)能耗過多的問題，研究提出了一種面向低能耗的刀具最優(yōu)組合方法。此方法實(shí)施過程中首先在可用刀具范圍內(nèi)建立以刀具序列為優(yōu)化對象，以能量消耗為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化模型；其次利用Dijkstra算法，以最短路徑類比于最低能耗，對上述模型進(jìn)行了求解，最后利用案例驗(yàn)證了所提模型及方法的有效性。該案例通過對可選刀具d1、d2、 d3、d4、d5的優(yōu)化組合，對比各組刀具組合的切削時(shí)間與非切削時(shí)間，選擇切削時(shí)間與非切削時(shí)間和最短的刀具組合，從而達(dá)到降低型腔加工能耗的目的。該方法解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)型腔粗加工中高能耗的問題。但該方法僅適于對可選的多把刀具進(jìn)行優(yōu)化組合、對比來達(dá)到復(fù)雜結(jié)構(gòu)型腔中能耗降低的目的，對于簡單半圓柱型腔僅用一把仿形銑刀就完成型腔粗加工是不適用的，因此該方法具有局限性。

綜上所述，現(xiàn)有的面向低能耗的型腔加工刀具組合優(yōu)化模型受刀具數(shù)量的限制，所提出通過對所選刀具進(jìn)行優(yōu)化組合、對比，減少切削時(shí)間與非切削時(shí)間和，從而降低型腔加工能耗的方法具有局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有型腔低能耗粗加工數(shù)控加工方法需對可選的多把刀具進(jìn)行優(yōu)化組合、對比，減少切削時(shí)間與非切削時(shí)間和來降低能耗局限性大的問題，本發(fā)明提出了一種半圓柱型腔粗加工中降低能耗的數(shù)控加工方法。該方法利用UG軟件在建模模塊依據(jù)半圓柱型腔的圓柱半徑尺寸值分別構(gòu)建半封閉、封閉半圓柱型腔做部件幾何體，在加工模塊采用深度輪廓加工方法完成半圓柱型腔的粗加工；在整個(gè)加工中刀具沿著實(shí)體輪廓形狀進(jìn)行zig-zag深度切削，相比常規(guī)型腔銑粗銑去量而言，減少了刀軌及刀具換刀期間的空載時(shí)間，較好的提高了單位時(shí)間內(nèi)毛坯體積的切除量，明顯縮短了刀具的切削時(shí)間，降低了能耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種半圓柱型腔粗加工數(shù)控加工方法，包括以下步驟：

步驟一：在UG編程軟件第一圖層上放置零件幾何體；加工坐標(biāo)系XM、YM、ZM與建模坐標(biāo)系XC、YC、ZC重合，XM坐標(biāo)由左向右，YM坐標(biāo)關(guān)于零件幾何體對稱分中，ZM 坐標(biāo)置于零件幾何體底面，安全平面高于XM、YM平面h毫米；

步驟二：在UG編程軟件第二圖層構(gòu)建半封閉半圓柱型腔1及封閉半圓柱型腔2；

實(shí)測零件兩處半圓柱型腔的直徑尺寸值D1、D2，軸向尺寸值L1、L2；依據(jù)零件幾何體加工部位半圓柱型腔的徑向尺寸D1/2、D2/2，軸向尺寸L1、L2，在第二層里分別做徑向尺寸為D1/2、D3/2，軸向尺寸為L1、L3的半封閉半圓柱型腔1；徑向尺寸為D2/2、D4/2，軸向尺寸為L2、L4的封閉半圓柱型腔2；

且D3＝D1+2S D4＝D2+2S

L3＝L1+2T L4＝L2+2T

其中S、T范圍均為5-6CM；

步驟三：在UG編程軟件第三圖層構(gòu)建半封閉半圓柱型腔3及封閉半圓柱型腔4；