[发明专利]利用复合摆角扩大机床摆角行程的方法

说明书

技术领域

本方法用于扩大机床加工摆角角度的方法。

背景技术

复合摆角的利用范围只限于获得最大行切摆角，以提高加工效率和零件表面质量。

在机械加工中，通常以加工基准为第一要素建立坐标系，通常能够满足部分零件在机床上的加工要求，但有一些零件在五坐标立式铣床五电联动加工时，出现局部闭角区单轴摆角超程。如RAMMATIC型号的五坐标立式铣床，A、B两轴单独摆角行程均为±30°，五轴联动时，A轴摆角基于B轴摆角转动。当某个接头零件要在上述的五坐标立式铣床上加工，零件内外形均为直纹面，直纹面母线与Z轴夹角为32°，建立正常加工方案坐标系，此时要求五坐标立式铣床A轴摆角为32°，B轴摆角等于0，超出五坐标立式铣床A、B轴摆角行程，无法加工零件。

如果利用复合摆角可获得最大行切角，如该五坐标立式铣床A轴单独摆角为30°，B轴单独摆角为30°，获得最大行切角为36. 86°，为能加工上述的某个接头零件，利用复合摆角即将某个接头零件旋转一个角度Φ建立坐标系，角度Φ多大，可通过计算求得，再验正是否小于该五坐标立式铣床最大行切角。

发明内容

本发明的目的是提供扩大五坐标立式铣床A、B轴摆角的利用复合摆角扩大机床摆角行程的方法：本发明的目的是通过下述的技术方案实现的：利用复合摆角扩大机床摆角行程的方法，其特征在于建立将零件旋转角度Φ的坐标，Φ值按下列公式求得：

arccos［1/（3^1/2tgα）］≤Φ≤arcsin［1/（2sinα）］

按下列公式得A和B角；

A＝arcsin（sinΦsinα）

B＝arctg（cosΦtgα）。

本发明的优点：扩大了五坐标立式铣床A轴和B轴摆角行程。

附图说明

图1是某个接头零件原坐标系示意图。

图2是某个接头零件旋转角度Φ的坐标系示意图。

图3是RAMMATIC型号的五坐标立式铣床坐标轴示意图。

图4是某零件转角坐标示意图。

图5是图4中A—A剖视及坐标示意图。

图中的：D－最大摆角主轴方向  X－坐标系中的X轴即五坐标立式铣床X轴  Y－坐标系中的Y轴即五坐标立式铣床Y轴  Z－坐标系中的Z轴即五坐标立式铣床Z轴  A-坐标系中的A轴即五坐标立式铣床A轴摆角为A   B-坐标系中的B轴即五坐标立式铣床B轴摆角为B   E－刀具切削端面中心点   Φ－零件旋转角度   C′E连线为刀具中心线即刀轴   C′E连线与Z轴夹角为主轴摆角α。

具体实施方式

利用复合摆角扩大机床摆角行程的方法，其特征在于建立将零件旋转角度Φ的坐标，Φ值按下列公式求得：

arccos［1/（3^1/2tgα）］≤Φ≤arcsin［1/（2sinα）］

按下列公式得A和B角；A＝arcsin（sinΦsinα）

B＝arctg（cosΦtgα）。

实施例：

1、零件加工过程中各坐标轴

RAMMATIC五坐标数控铣床坐标轴为X、Y、Z、A、B，平行工作台向右为X轴（方向不能确定），向前为Y轴，垂直工作台向上为Z轴，绕X轴旋转为A角（谁绕X旋转），绕Y轴旋转为B角，RAMMATIC五坐标数控铣床本身决定A角基于B角旋转。零件加工过程中，刀具切削端面中心点E为刀心， C′E连线为刀具中心线即刀轴，中心线的方向为刀轴方向，刀具中心线C′E连线与Z轴夹角为合成主轴摆角α，如图3所示。

2、零件加工过程中主轴摆角与各坐标轴的关系

显而易见，只要不超出行程，X、Y、Z与α无关系。

根据勾股定理：

［C′E′］²＝［C′F′］²＋［F′E′］²

↓

［C′E  sinα ］²＝［C′E sinA］²＋［C′E cosα tgB］²

化简可得主轴摆角α与机床A、B摆角之间的关系：

sin²α＝sin²A＋cos²αtg²B

↓

cosα＝cosAcosB

3、          机床主轴最大摆角

由 cosα＝cosAcosB可得  α＝arccos（cosAcosB）