[发明专利]一种通过精铣轨迹反求粗铣轨迹的方法

说明书

本发明为一种通过精铣轨迹反求粗铣轨迹的方法，该方法采用截面法将钟形壳毛坯件剖成n等份，在每个截面上控制精铣刀半径和位置、粗铣刀半径和倒角在这个截面上的大小，得出每个截面上粗铣刀的位置，将粗铣刀在每个截面上的位置进行曲线拟合，找出粗铣轨迹。这种方法省去了技术人员通过自己的经验对粗铣加工进行插补过程的调试，而通过本发明可以通过计算找出最佳粗铣轨迹，减少对精铣沟道的调整，保证万向节的最佳传动效果，解决了原始方法具有不确定性的问题，避免了大批生产零件时效率低及误差过大的零件很多而导致成本较高的缺点。

技术领域

本发明涉及数控铣削加工领域，具体为一种通过精铣轨迹反求粗铣轨迹的方法。

背景技术

球笼式万向节由钟形壳、钢球、球笼(保持架)以及星形套组成。在工作状态时，钢球在星形套和钟形壳上的轨道间运动，为了实现等速传动，轨道、钢球、星形套以及钟形壳的几何参数之间必须严格满足协调关系。故对钟形壳轨道的要求很高。

现有钟形壳沟道加工是采用三轴卧式数控铣床，对沟道分别进行粗铣加工和精铣加工，粗铣加工和精铣加工后之间会产生一个倒角，倒角的宽度会影响万向节的寿命、传动效率和安全系数。由于球笼式万向节是由钟形壳、钢球、星形套和保持架相互配合而成，钟形壳的质量达不到，那么会影响整个球笼式万向节的寿命和传动效率。故对钟形壳沟道倒角的要求就相对较高。现有技术为达到倒角宽度采用插补法，大致给出粗铣刀的轨迹，然后采用顺插或者逆差去补偿刀具轨迹，达到倒角要求的宽度，加工中需要实时调整。但此方法需要很丰富的加工经验，并且会产生的倒角宽度会受到刀具插补的很大影响，也相对较难达到理想的倒角宽度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种通过精铣轨迹反求粗铣轨迹的方法，该方法能解决现有采用经验逐渐调整轨迹不准确，倒角尺寸误差大、效率低、成本高的问题。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：一种通过精铣轨迹反求粗铣轨迹的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，在MATLAB软件中使用截面法将待加工的钟形壳需铣削出沟道的一段按照每1～1.5mm依次截出多份圆形截面；

步骤2，根据待加工的钟形壳尺寸确定每个圆形截面上精铣刀的圆心位置和半径，同时确定每个圆形截面上粗铣刀的半径及倒角的宽度，然后取出步骤1中每一份的截面图，通过MATLAB软件找出钟形壳每一份截面图的尺寸，即确定相应截面图的圆心位置；

步骤3，以步骤2的截面图的圆心为原点建立直角坐标系，并在x轴正方向的位置按照该截面上精铣刀的圆心位置和半径、粗铣刀的半径安放精铣刀及粗铣刀，建立数学模型；

步骤4，按步骤3中的数学模型，得出粗铣刀位置坐标与钟形壳内表面截面的尺寸、精铣刀位置和半径、粗铣刀半径和倒角在这个截面上的尺寸之间的关系式，使用最小二乘法通过MATLAB编程，得出相应截面上粗铣刀的位置坐标；

步骤5，按步骤4中得出结果，将每个截面的粗铣刀的位置坐标采用最小二乘法进行拟合，得到一段圆弧即为粗铣刀轨迹，得出粗铣轨迹方程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法采用截面法将钟形壳毛坯件剖成n等份(根据钟形壳沟道长短划分)，在每个截面上控制精铣刀半径和位置、粗铣刀半径和倒角在这个截面上的大小，得出每个截面上粗铣刀的位置，将粗铣刀在每个截面上的位置进行曲线拟合，找出粗铣轨迹。这种方法省去了技术人员通过自己的经验对粗铣加工进行插补过程的调试，因为在加工过程中先进行粗铣加工留出精铣余量，再进行精铣加工，由于在加工沟道时，精铣加工是已知量，为保证倒角，需要在适当范围内调整精铣轨迹，这样就使得钟形壳精铣沟道发生变化，会影响万向节的整体传动效率。而通过本发明可以通过计算找出最佳粗铣轨迹，减少对精铣沟道的调整，保证万向节的最佳传动效果，解决了原始方法具有不确定性的问题，避免了大批生产零件时效率低及误差过大的零件很多而导致成本较高的缺点。