[发明专利]一种铣削加工工件误差的分度补偿方法

权利要求书

1.一种铣削加工工件误差的分度补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在球头铣刀刀具磨损模型的基础上，分析磨损后球头铣刀切削刃外轮廓刃线的变化情况，建立基于刀具磨损的加工误差模型，从而获得工件加工表面上各个位置处随时间变化的加工误差曲线；

(2)根据实际加工的工件要求的精度域，以该精度域的整数倍为分度作一系列平行于基轴的直线，将加工误差曲线划分为多个部分，这些直线与误差曲线相交得到一系列交点，将两两相邻的交点用直线段连接，得到一系列逼近误差曲线的直线段，作为分度补偿法确定加工误差补偿值的依据；

(3)将前述逼近误差曲线的直线段沿基轴方向进行对称，得到与各个原分度直线段对称的直线段，该直线段上各个点的坐标值即为对应的工件上该点需要补偿的值，通过将刀具中心的走刀轨迹按照该补偿值进行反向偏移，即能够补偿铣削加工过程中由刀具磨损产生的加工误差；

(4)依据之前确定的对称后的分段直线来对刀具中心进行偏移，在各个分段直线上选定一个域度，以各个域度来划分各个直线段，得到对应的该位置处的补偿数值，按照此数值来对刀具切削到该位置处的加工坐标进行修改；

(5)设定加工时刀具沿X轴方向进给，补偿Y方向的加工误差时，用分解后的Y向的加工误差分量作出Y方向的加工误差变化曲线，再重复步骤(2)-(4)，确定该方向上需要补偿的误差值，对刀具中心的加工坐标进行修改；

(6)对Z向的加工误差进行补偿，用分解后的Z方向的加工误差分量作出Z方向的加工误差变化曲线，再重复步骤(2)-(4)，确定该方向上需要补偿的误差值，对刀具中心的加工坐标进行修改。

2.如权利要求1所述的一种铣削加工工件误差的分度补偿方法，其特征在于：所述步骤(1)中，假设磨损后切削刃外轮廓上的切削微元由P变为P′，P′对应的位置角处磨损后的切削刃上点的坐标表示为该位置角处于法线方向上，未磨损时切削刃上点的坐标为由此得到刀具磨损产生的在刀具位置角所在直线上的误差如式(1)所示：

对式(1)向X、Y、Z三个方向进行分解，得到刀具磨损引起的在三个坐标轴方向的加工分量误差如式(2)，据此作出各个方向误差分量的变化曲线：

其中，δ_x为X方向的加工误差，δ_y为Y方向的加工误差，δ_z为Z方向的加工误差，ω为刀具旋转角速度，t为铣削加工时间。

3.如权利要求1所述的一种铣削加工工件误差的分度补偿方法，其特征在于：所述步骤(5)中，对Y向误差进行补偿时，第一次走刀的补偿值是C_1j(x，y)，此时得到该处补偿后的实际剩余误差为D₁(x，y)-C_1j(x，y)，其中，i表示走刀次数，j表示第i次走刀里的第j个补偿直线段，D_i(x，y)表示第i次走刀的误差数组，C_ij(x，y)表示第i次走刀的第j个补偿直线段里的补偿值数组；

第二至i次走刀的补偿值是C_ij(x，y)＝D_i(x，y)+C_(i-1)j(x，y)+D_(i-1)(x，y)；

其中，i＝2，3，…。