[发明专利]一种小工作台加工大直径弧段式特征的方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械圆弧加工，具体地讲是一种小工作台加工大直径弧段式特征的方法。

背景技术

随着汽轮机组汽封装置不断更新，现有一种特殊的汽封圈，该汽封圈结构特殊，在常规汽封圈基础上，增加了靠近端面处内孔本体圆周上的斜齿结构要素，该斜齿齿数较多，特征沿回转中心均布，加工量大，且汽封圈直径较大，但各弧段长度尺寸偏小，现有的加工方案，均需选用大于该零件直径的旋转工作台，通过工作台旋转中心，进行分度加工，这样造成零件加工选择机床设备不匹配，直接导致产品制造成本大幅上升。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种小工作台加工大直径弧段式特征的方法，该方法能用小回转直径工作台加工大回转直径工件。

实现本发明的技术方案是：一种小工作台加工大直径弧段式特征的方法，包括如下步骤：

1)将待加工弧段零件置于小工作台上；调用主程序将小工作台回转至起始位置并找正，确定用于分度定位的工件坐标系；

2)用小工作台旋转后各加工点的数学计算位置建立用于单个齿槽铣削的浮动坐标系；

3)确定弧段零件置于小工作台的位置及工件坐标系与浮动坐标系间的分度换算关系，并确定两坐标系之间的换算公式；

4)由工件坐标系转换成浮动坐标系；

5)调用齿槽加工子程序，进行齿槽加工；

6)一条齿槽加工完成后，由浮动坐标系转换成工件坐标系；

7)确定弧段零件位置，判断各齿槽加工是否完成，如未完成则进入第2)步骤，继续下一个分度加工，如果完成则进入下一步；

8)进入结束程序。

在步骤1)找正时，是将工件放置于胎具的对称中心上，使OAO’在一条直线上，且该直线平行于Z轴；

所述步骤3)利用较小工作台旋转后各加工点的数学计算位置建立浮动坐标系，坐标位置计算公式为：

ΔX＝(R+D)*SINα；

ΔZ＝-(R+D)*(1-COSα)；

其中：ΔX为加工点在X轴向偏移距离，ΔZ为加工点在Z轴向偏移距离，R为加工面弧段半径，D为回转中心到弧段加工面距离，α为回转工作台转角。

本发明的有益效果是：使用上述加工方法，能合理的分配机床资源，提高机床利用率，产品加工质量和效率比较高，可推广性强，很好地满足了产品的加工要求。

附图说明

图1为本发明工件装夹示意图；

图2为本发明初始位置示意图；

图3为本发明工作台旋转后位置示意图；

图4为程序调用流程图。

图中标号：1—夹具，2—弧段零件，3—弧段定位面，4—定位销，5—小工作台，O—工作台回转中心，O’—弧段回转中心，A—加工面弧段中心点，P—实时加工位置，R—加工面弧段半径，D—回转中心到弧段加工面距离，α—回转工作台转角，ΔX—加工点在X轴向偏移距离，ΔZ—加工点在Z轴向偏移距离。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，将弧段零件2放置于小工作台5上的定位夹具1上部，两端用定位销4固定，弧段定位面3朝向工作台回转中心O。注意将弧段零件2放置于夹具1的对称中心上，使工作台回转中心O、加工面弧段中心点A、弧段回转中心O’连成一条直线，即OAO’在一条直线上，且该直线平行于Z轴；测量出尺寸D及尺寸R，然后利用回转工作台5旋转后各加工点的数学计算位置建立浮动坐标系，坐标位置计算公式为：ΔX＝(R+D)*SINα；ΔZ＝-(R+D)*(1-COSα)，其中：ΔX为加工点在X轴向偏移距离，ΔZ为加工点在Z轴向偏移距离，R为加工面弧段半径，D为回转中心到弧段加工面距离，α为回转工作台转角。这样用于分度定位的工件坐标系与用于单个齿槽铣削的浮动坐标系关系就建立起来。

如图4所示，加工按如下步骤进行：从步骤100开始，进入步骤110回转工作台至起始角度，这时取得初始化数据后建立工件坐标系、建立浮动坐标系，工件两坐标系转换公式，建立两坐标系转换关系。步骤120将坐标定位于子程序起点，在步骤130将工件坐标系转换至浮动坐标系后，调动齿槽加工子程序完成步骤140的一条齿槽加工，加工完后浮动坐标系转换至工件坐标系即步骤150，步骤160是一个判断步骤，判断齿槽是否加工完成，如果各条齿槽未加工完成，进入步骤110再来一次，加工另一条齿槽；各齿槽加工完成就进入结束程序步骤170。