[发明专利]一种切向偏置正交车铣加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及科学，特别提供了一种切向偏置正交车铣加工方法。

背景技术

车铣技术是大型回转件加工的一种较为先进的加工方式，它是利用刀具旋转与工件旋转合成的运动来实现对工件的切削的。车铣技术是一种使工件在尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及残余应力等多方面都能达到要求的先进制造方法。

正交车铣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，其特征主运动是刀具旋转运动(一般转速较高)，而工件的旋转运动(一般转速较低)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，比较复杂。

以往的加工方式通过图2、图3可以看出，刀具轴线与工作坐标系轴线完全重合，即刀具轴线通过零件中心，加工时通过零件的自身旋转(工作台转动)来完成不同区域的加工。该方式加工的最大缺陷在于底刃磨损较大，因为刀具底刃中心区域转速为零，当零件转动加工时为零区域仍然会参与加工，虽然加工量较少，但对于底刃来说仍是致命的，直接影响整体刀具的加工效果。同时由于底刃一直埋于零件之中，冷却液不能有效使其冷却降温，加工时由于温度过高也加速了刀具的磨损。

人们迫切希望获得一种技术效果更为优良的改进的正交车铣加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的切向偏置正交车铣加工方法

本发明提供了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(一般转速较高)，而工件的旋转运动(一般转速较低)是刀具沿工件圆周方向的进给运动，其切削轨迹为比较复杂的空间曲线；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。

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。

所述切向偏置正交车铣加工方法的工艺设计过程中，具体操作时通常是根据α和Φ2求得C点的运动轨迹，并据此进行其他工艺设计。

在进行变轴铣加工时常采用曲面驱动方法：

1)建立辅助面L2，亦即(相当于)将加工面L1向刀具一侧偏置下述距离(Φ2-Φ1)/2，具体通过工艺设计软件直接绘制辅助面作为驱动面、切削参数中进行余量偏置或者驱动面直接偏置三种方式实现；

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，这是工艺设计软件NX6.0CAM模块中常用的对刀具前倾角计算后给出的避免过切的一种切削处理方式；