[发明专利]一种切向偏置正交车铣加工方法

权利要求书

1.一种切向偏置正交车铣加工方法，所述正交车铣加工方法是刀具的回转轴线与工件的回转轴线相互垂直的车铣方式，其主运动是刀具旋转运动，而工件的旋转运动是刀具沿工件圆周方向的进给运动，其切削轨迹为空间曲线；其特征在于：所述切向偏置正交车铣加工方法满足下述要求：加工时刀具与加工表面相切，但是刀具轴线不通过工件中心的旋转轴线。

2.按照权利要求1所述切向偏置正交车铣加工方法，其特征在于：所述切向偏置正交车铣加工方法中，在作工艺设计时根据下述由式(1)、式(2)共同构成的数学模型能够计算得到刀具轴线前端的中心点C点的运动轨迹：

α=arctan2XΦ1---(1)]]>

Φ2=Φ1coaα---(2)]]>

式中：X为刀具轴线与工件轴线之间的距离亦即偏置量，α为刀具轴线前端的中心点C点与工件轴线之间的连线和刀具轴线之间的夹角，Φ1为被加工件的加工面L1的直径，Φ2为与辅助面L2的直径，辅助面L2与被加工件同轴线且通过刀具轴线前端的中心点C点。

3.按照权利要求1或2所述切向偏置正交车铣加工方法，其特征在于：所述切向偏置正交车铣加工方法的工艺设计过程中根据α和Φ2求得C点的运动轨迹，并据此进行其他工艺设计。

4.按照权利要求3所述切向偏置正交车铣加工方法，其特征在于：在进行变轴铣加工时采用曲面驱动方法：

1)建立辅助面L2，亦即将加工面L1向刀具一侧偏置下述距离(Φ2-Φ1)/2；

2)实现刀具旋转α角后仍以中心点为驱动：刀具的旋转角度通过直接设置刀轴前倾角的方法将刀具旋转到正确的角度位置；但此时刀具与辅助面L2的接触点不是刀具中心点C点，而是沿切削方向上底刃最前点Q，即中心点C点的轨迹不在辅助面L2上；

对于不同直径的刀具，最大有效切削宽度W越大，底刃最前点Q与刀具的中心点C点之间的距离就越大；对于直径为D，底部圆角为R的刀具，其最大有效切宽W＝D-2R，底刃最前点Q与刀具的中心点C点之间的距离ΔL＝W/2＝D/2-R，其中R≤D/2。

5.按照权利要求4所述切向偏置正交车铣加工方法，其特征在于：在进行变轴铣加工时，为保证底刃最前点Q的轨迹与刀具中心点C的轨迹的接近程度，根据公式ΔL＝W/2＝D/2-R，要实现ΔL→0要求采取下述两种途径之一：其一是刀具的直径D足够小：根据加工的精度，通过设置足够小直径的辅助刀具，直接控制ΔL来间接将轨迹误差控制在尺寸公差范围内，从而实现满足精度要求的切向偏置正交车铣加工；其二是刀具的底部圆角足够接近D/2：设置相同尺寸的球形铣刀，直接将ΔL数值控制为零，从而更为精确的实现切向偏置正交车铣加工。

6.按照权利要求5所述切向偏置正交车铣加工方法，其特征在于：所述切向偏置正交车铣加工方法在进行变轴铣加工时，设置小直径辅助刀具的方法满足下述要求：控制切削区域边界时需要在设置检查体距离时附加真实刀具的半径值；对于相同的后处理，因刀具直径小而会产生过密的点位数据；

所述切向偏置正交车铣加工方法在进行变轴铣加工时，设置相同尺寸球形铣刀的方法满足下述要求：考虑球形铣刀半径范围内的边界过切问题，在半径范围内增加辅助检查体以及增大检查体的面积来控制实际切削区域。