[发明专利]一种基于数控机床的圆弧凹槽铣加工方法及应用

说明书

本发明提供一种基于数控机床的圆弧凹槽铣加工方法及应用，根据凹槽结构特征和尺寸要求进行参数赋值，调用参数化子程序对凹槽尺寸进行铣加工的方法，由凹槽两侧逐渐向中心逼近切削，直到刀具主切削侧刀尖通过凹槽对称中心后完成一处凹槽加工；重复加工过程完成两个以上凹槽加工；并且在加工过程中可以根据刀具规格尺寸、零件加工后的测量结果，通过调整刀具半径的赋值大小进行补偿加工；可通过调整的对应参数实现加工程序的快速编制和调整；不需要运行完整段加工程序即可实现零件的试加工；能够通过更改刀具半径值进行补偿加工大幅降低侧边向心圆弧凹槽首次试制过程的编程及操作难度，提高加工刀具的互换性；加工适用性好，可操作性强。

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种基于数控机床的圆弧凹槽铣加工方法及应用

背景技术

为了满足航空发动机减重、改装测试等技术需求，越来越多的回转类零件需要在零件外圆处增加孔、槽、花边等结构。而传统在加工侧边向心的外圆圆弧凹槽时，受加工部位轴向长度和刀具装夹刚性的限制，部分凹槽只能使用卧轴进行联动加工，通常需要使用CAM软件进行编程。并且加工过程中只能使用与编程直径、圆角一致刀具。首件试制或工艺更改过程中，如凹槽余量调整、刀具规格更换或零件表面粗糙度不能满足使用要求，则需要重新编制数控程序。同时零件在加工过程中无法通过调整刀具半径补偿的方式消除刀具装夹及让刀产生的加工误差。增加了零件的生产准备和加工过程控制难度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于数控机床的圆弧凹槽铣加工方法，根据凹槽结构特征和尺寸要求进行参数赋值，调用参数化子程序对凹槽尺寸进行铣加工的方法，并且在加工过程中可以根据刀具规格尺寸、零件加工后的测量结果，通过调整刀具半径的赋值大小进行补偿加工。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于数控机床的圆弧凹槽铣加工方法，包括以下步骤：

S1，将凹槽参数写入模块化程序中对应的赋值参数；所述模块化程序中包括赋值参数、行刀及加工语句；根据凹槽尺寸及数量的要求更改赋值参数，行刀及加工语句由赋值参数自动计算生成；

S2，测量并计算零件加工部位的位置和尺寸信息，将凹槽角度、高度、深度及加工部位粗糙度参数分别写入模块程序中对应的赋值参数；

S3，将加工使用铣刀的几何参数写入参数程序中对应的赋值参数中；

S4，建立零件加工坐标系；

S5，调用S1所述模块化程序对零件进行加工；S5中，加工过程的行刀及加工语句具体为：首先旋转工作台使刀具垂直于零件外圆母线，转台旋转至起始角度，刀具运行至起刀点沿轴向对一侧棱边进行切削，切削完成后，退刀至安全高度，工作台旋转至起始角度以及凹槽分度角度的另一侧棱边，进刀对另一侧棱边进行铣加工，然后刀具退刀至安全高度，工作台旋转至起始角度及第n刀分度角度，继续对起始侧棱边进行切削，切削完成后，退刀至安全高度，工作台旋转至起始角度及凹槽分度角度-第n刀分度角度，继续对起始侧棱边进行切削，如此往复由凹槽两侧逐渐向中心逼近切削，直到刀具主切削侧刀尖通过凹槽对称中心后完成一处凹槽加工，由凹槽两侧逐渐向中心逼近切削，直到刀具主切削侧刀尖通过凹槽对称中心后完成一处凹槽加工；重复加工过程完成两个以上凹槽加工；

S6，测量凹槽宽度和深度，如不满足加工要求，按零件让刀量大小调整零件铣刀半径参数和深度参数，重新对刀具半径和长度进行补偿加，重复S5直到零件加工合格。

S1中所述凹槽参数包括凹槽槽数、起始角度、分度角度以及切削层数。

在S1所述模块化程序中，根据零件轴向沿母线方向的外型面结构特点，将刀具轴向切削的运动轨迹曲线进行拟合，并编制轴向刀具运动轨迹的子程序。

刀具的运动轨迹为直线或二元多项式。

S2所述凹槽参数包括凹槽角度、高度、深度及加工部位粗糙度参数。