[发明专利]一种多轴加工中心上加工大重型机匣类零件的方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，特别是涉及一种多轴大重型零件的加工方法。

背景技术

部分大型或不规则外型的机匣类零件在多轴数控机床上加工时，因为零件自身太大太重，只能用吊车吊上机床，零件在机床上安装时也只能摆在吊上机床的位置固定夹紧。无法将零件中心定位到与机床转台中心重合，因此，在机床转动转台加工零件周边多个面上的内容时，机床转台每转动一个角度，零件中心在机床上的实际位置都在发生变化，而程编原点却只能设定在一个固定的点上，以至只有得到零件中心相对于转台中心的确定位置才能进行编程，也就是一批完全相同的零件也要根据各个零件在机床转台上摆放的不同位置来编制不同的数控程序。

公司数控加工发展几十年以来，对于附件机匣这种大重型零件的四轴五轴加工一直是每一个零件编制一个数控程序，这个零件加工完了，数控程序也没有用了，下一个相同零件又需要编制新的数控程序，操作者每加工一个零件就要等待数控程序编制，加工到什么时候，工艺员就要跟到什么时候，如果一批零件有100个，就要编制100个不同的数控程序，以至编程员工作量很大，且容易出错，同时造成了大量的现场等待时间，零件的加工质量和效率很低。

近几年公司各种机型的生产数量成倍增长，大型机匣零件原先那种低效率的加工方式已经不能满足当今的科研生产规模，于是有必要提出一种新的数控加工方法。

发明内容

本发明的目的是：

针对大重型零件在多轴机床上加工时，由于零件太重，无法定位在与机床转台同心的位置，当机床转台旋转时，零件中心位置相对于转台中心在不断变化，使得同一零件的数控程序不断变化，编制繁琐，复杂的现象，研究了一种新的数控加工方法，该方法合理的利用了空间角度间的换算关系，使得数控程序的编制不受零件在机床上的安装位置及零件夹具高度的限制，并能简化编程步骤，保证同一道数控工序只有唯一的数控程序，从而稳定了产品质量，缩短了大量的现场等待程序时间，使零件加工效率大幅提高。

本发明的技术方案是：

本发明的原理如下，如图1所示，（X,Y，Z）为零件加工原点在机床转台上的实际位置，（X’,Y’,Z’）为零件加工原点绕Y轴旋转后的位置。

X’＝Sin(θ+arctgX/Z)L

＝(Sinθ*COSarctgX/Z+COSθ*SinarctgX/Z)L

＝(Sinθ*COSarCOSZ/L+COSθ*SinarcSinX/L)L

＝(Sinθ*Z/L+COSθ*X/L)L

＝ZSinθ-Xcosθ

上公式求得零件加工原点绕Y轴旋转后在机床上的X’值。

Z’＝COS(θ+arctgX/Z)L

＝(COSθ*COSarctgX/Z+Sinθ*SinarctgX/Z)L

＝(COSθ*COSarCOSZ/L+Sinθ*SinarcSinX/L)L

＝(COSθ*Z/L+Sinθ*X/L)L

＝ZCOSθ-XSinθ

上公式求得零件加工原点旋转后在机床上的Z’值，Y’=Y。将求得的零件加工原点绕Y轴旋转后的位置（X’,Y’,Z’）输入机床，作为编程加工原点进行加工即可。

一种多轴加工中心上加工大重型机匣类零件的方法，本方法包括以下步骤：

第一步，把大重型机匣类零件固定在多轴数控机床转台上；

第二步，旋转机床转台，拉直零件的基准面，使其与作为机床编程基准面的XY、XZ和YZ之中的某一个面平行；

第三步，通过机床打表测量得出此时零件加工原点相对于转台中心的坐标值（x₀,y₀,z₀）；

第四步，通过空间角度的换算得到零件加工原点为满足某个加工内容而旋转某一个角度θi后在机床上的实际位置（x_i’,y_i’,z_i’），其中，i=1,2，...N，N为加工内容的个数，换算公式如下：

(1)如果零件绕X轴旋转，零件加工原点（x₀，y₀，z₀）旋转一个角度θi后在机床上的实际位置（x_i’,y_i’,z_i’）如下：

x_i’=x₀,

y_i’=y₀cosθi-z₀sinθi