一種內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法技術(shù)

一種內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法，涉及數(shù)控加工領(lǐng)域。根據(jù)待加工內(nèi)球面確定刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，將刀具置于距零件上表面；確定起刀點(diǎn)；由起刀點(diǎn)開(kāi)始，使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，直至刀具重新回到起刀點(diǎn)；在豎直平面內(nèi)使刀具沿該軌跡做切削運(yùn)動(dòng)，切削的步進(jìn)的取值范圍為刀尖圓弧半徑的1/4至1/5之間；將做切削運(yùn)動(dòng)后的位置作為新的水平圓周運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，繼續(xù)使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，并使刀具重新回到起始點(diǎn)。本發(fā)明專利技術(shù)克服了傳統(tǒng)方法只能在零件內(nèi)鏜削出圓柱形表面的缺陷，適用于各類內(nèi)球面的加工，加工時(shí)間平均為5分鐘左右，加工效率可提高2倍以上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及數(shù)控加工領(lǐng)域，特別涉及。
技術(shù)介紹
在實(shí)際生產(chǎn)中，受到設(shè)備、工裝等限制無(wú)法車加工回轉(zhuǎn)半徑過(guò)大的零件內(nèi)球面；而采用成型銑刀銑削內(nèi)球面時(shí)基本都會(huì)發(fā)生“讓刀”情況，造成加工尺寸不合格，需要人工拋修加工表面，若材料稍硬就需要耗費(fèi)大量的人工且極易造成尺寸不合格，表面光度也僅能達(dá)到Ra6. 3左右，嚴(yán)重影響零件的裝配精度、使用性能及使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的是提出，通過(guò)對(duì)刀具軌跡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類內(nèi)球面進(jìn)行加工的目的。，包括以下步驟 步驟1:根據(jù)待加工內(nèi)球面確定刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算公式如下 {R-r}*dn0(I) 豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡公式如下 (R-r}mcos8(2) 式中，R為待加工球面半徑；r為刀尖圓弧半徑；沒(méi)為刀具中心至待加工球面中心的連線與待加工球面中心至零件上表面的垂直連線之間的夾角； 步驟2 :將刀具置于距零件上表面，且該位置必須在步驟I所確定的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的延伸線上； 刀具距離零件上表面的距離為刀尖圓弧半徑的1. 5倍至2倍之間； 步驟3 :確定起刀點(diǎn)，方法為利用勾股定理，根據(jù)三角形的兩條邊，即帶加工球面球心半徑與刀具圓弧的差、球心至零件上表面距離，計(jì)算第三邊長(zhǎng)，該第三邊長(zhǎng)與步驟2的結(jié)果即可確定起刀點(diǎn)坐標(biāo)； 步驟4:由起刀點(diǎn)開(kāi)始，使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，直至刀具重新回到起刀點(diǎn)； 步驟5 :沿著步驟I所確定的軌跡，在豎直平面內(nèi)使刀具沿該軌跡做切削運(yùn)動(dòng)，切削的步進(jìn)的取值范圍為刀尖圓弧半徑的1/4至1/5之間； 步驟6 :將做切削運(yùn)動(dòng)后的位置作為新的水平圓周運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，繼續(xù)使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，并使刀具重新回到起始點(diǎn)； 步驟7 :判斷是否達(dá)到零件的下表面，若達(dá)到，則結(jié)束加工過(guò)程，否則，執(zhí)行步驟5。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)通過(guò)對(duì)刀具軌跡的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)球面的加工，克服了傳統(tǒng)方法只能在零件內(nèi)鏜削出圓柱形表面的缺陷，適用于各類內(nèi)球面的加工，加工時(shí)間平均為5分鐘左右，加工效率可提高2倍以上，還可大量節(jié)約生產(chǎn)成本。因此，該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)具有廣泛的適應(yīng)性、良好的經(jīng)濟(jì)性及強(qiáng)大的推廣意義。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法流程 圖2為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡示意 圖3為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式刀具置于零件表面示意 圖4為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式起刀點(diǎn)示意 圖5為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式刀心圓弧做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)主視 圖6為本專利技術(shù)一種實(shí)施方式刀心做整圓插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)俯視 圖中，1、待加工內(nèi)球面2、刀尖3、刀柄4、零件。具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本專利技術(shù)實(shí)施方式采用內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法加工內(nèi)球面的方法，其流程如圖1所示，該流程開(kāi)始于步驟101。在步驟102，利用公式(I)計(jì)算刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，本實(shí)施方式中，如圖2所示，曲線AB即為刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，該運(yùn)動(dòng)軌跡與內(nèi)球面具有刀尖圓弧半徑的距離。在步驟103，為保證球面邊緣的表面質(zhì)量及整個(gè)球面的連貫性，將刀具置于距零件表面一定距離處，如圖3所示，本實(shí)施方式中，刀具放置在點(diǎn)C，點(diǎn)C位于刀尖圓弧半徑的1.5倍至2倍之間。在步驟104，確定起刀點(diǎn)，如圖4所示，方法為根據(jù)帶加工球面球心半徑與刀具圓弧的差(本實(shí)施方式中的CZ0，其中CZ0=R-r)、球心至零件上表面距離(本實(shí)施方式中的Z0D)，利用勾股定理計(jì)算第三邊長(zhǎng)⑶，將第三邊長(zhǎng)⑶作為C的橫坐標(biāo)、步驟103得到的C點(diǎn)縱坐標(biāo)即可確定起刀點(diǎn)坐標(biāo)。在步驟105，由起刀點(diǎn)開(kāi)始，使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，直至刀具重新回到起點(diǎn)，如圖5所示。主視方向可以看出為防止刀具進(jìn)刀時(shí)與工件碰撞，起刀點(diǎn)要在球面最高點(diǎn)或最高點(diǎn)上方一定距離處，當(dāng)?shù)锻瓿梢淮螆A周運(yùn)動(dòng)后，需根據(jù)加工精度及表面質(zhì)量確定合理的X、Z向進(jìn)刀量。計(jì)算所加工圓的半徑后再進(jìn)行一次圓周運(yùn)動(dòng),如此往復(fù),最終完成加工。在步驟106，沿著步驟102所確定的軌跡，在豎直平面內(nèi)使刀具沿該軌跡做切削運(yùn)動(dòng)，切削的步進(jìn)為刀尖圓弧半徑的1/4至1/5之間，如圖6所示。當(dāng)?shù)毒呙客瓿梢淮螆A周運(yùn)動(dòng)后，都需要落刀準(zhǔn)備下一次的圓周遠(yuǎn)動(dòng)，落刀量由待加工球面尺寸精度及表面質(zhì)量來(lái)決定，而落刀量是跟隨角度的變化而變化的，因此每次落刀后刀心運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑都可以通過(guò)步驟102的三角函數(shù)計(jì)算得出。在步驟107，將做切削運(yùn)動(dòng)后的位置作為新的起刀點(diǎn)，繼續(xù)使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，并使刀具重新回到起刀點(diǎn)。在步驟108 :判斷是否達(dá)到零件的下表面，若達(dá)到，則步驟109，否則，執(zhí)行步驟106。在步驟109，結(jié)束加工過(guò)程。將上述控制過(guò)程在數(shù)控銑床實(shí)施，具體是指將內(nèi)球面循環(huán)指令分解成單步的球面加工指令，利用數(shù)控宏程序?qū)庸み^(guò)程進(jìn)行控制，并根據(jù)要求的加工尺寸精度及表面質(zhì)量確定角度變化量。刀具軌跡的密集程度是由角度變化量決定的，跟據(jù)實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)，可得出加工表面粗糙度與角度變化量具體關(guān)系，具體見(jiàn)表1: 表I為加工表面粗糙度與角度變化量對(duì)照表本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：根據(jù)待加工內(nèi)球面確定刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡公式如下：??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(1)?????????????????????????豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡公式如下：???????????????????????????????(2)????式中，R為待加工球面半徑；r為刀尖圓弧半徑；為刀具中心至待加工球面中心的連線與代加工球面中心至零件上表面的垂直連線之間的夾角；步驟2：將刀具置于距零件上表面，且保證所置位置處于步驟1所確定的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的延伸線上；步驟3：確定起刀點(diǎn)；步驟4：由起刀點(diǎn)開(kāi)始，使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，直至刀具重新回到起始點(diǎn)；步驟5：沿著步驟1所確定的軌跡，在豎直平面內(nèi)使刀具沿該軌跡做切削運(yùn)動(dòng)，切削的步進(jìn)的取值范圍為刀尖圓弧半徑的1/4至1/5之間；步驟6：將做切削運(yùn)動(dòng)后的位置作為新的起始點(diǎn)，繼續(xù)使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，并使刀具重新回到起始點(diǎn)；步驟7：判斷是否達(dá)到零件的下表面，若達(dá)到，則結(jié)束加工過(guò)程，否則，執(zhí)行步驟5。481030dest_path_image001.jpg,201210509675X100001dest_path_image002.jpg,335853dest_path_image003.jpg...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種內(nèi)球面的數(shù)控鏜銑加工方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1:根據(jù)待加工內(nèi)球面確定刀具圓弧半徑中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡公式如下 (Jl rranfii(I) 豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡公式如下 (R-r)*cos8(2) 式中，R為待加工球面半徑；r為刀尖圓弧半徑；5為刀具中心至待加工球面中心的連線與代加工球面中心至零件上表面的垂直連線之間的夾角； 步驟2 :將刀具置于距零件上表面，且保證所置位置處于步驟I所確定的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的延伸線上； 步驟3 :確定起刀點(diǎn)； 步驟4:由起刀點(diǎn)開(kāi)始，使刀具在水平平面內(nèi)圍繞待加工內(nèi)球面中心線旋轉(zhuǎn)一周，直至刀具重新回到起始點(diǎn)； 步驟5 :沿著步驟I所確定的軌跡，在豎直平面內(nèi)使刀具沿該軌跡...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王建新，郭紅，宋迪，劉森，譚偉佳，呂文斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽(yáng)黎明航空零部件制造有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：