[发明专利]大型型腔板材的布线孔机械加工方法

摘要

大型型腔板材的布线孔机械加工方法属于大型组合焊接型腔板材的布线孔机械加工方法领域，该方法是以锐角半圆槽的中垂面Y向坐标值来重新确定梯形形清除区核心机加工参数的全新方法，其依据型腔板材所固有的锐角半圆槽中垂面坐标值重新确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，据此作为数控铣床的新加工尺寸控制参数，从而使本发明所确定的加工区域边缘不会出现在每条立筋上，避免伤及立筋。

主权项

1.大型型腔板材的布线孔机械加工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：数控铣床的控制系统根据预先输入的大型型腔板材布线孔的图纸理论设计参数，判定当前待加工布线孔的梯形四棱柱清除区是常规梯形四棱柱还是直角梯形四棱柱，其具体方法为：若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值等于该梯形下底远端Y向理论坐标值，或者，当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值，则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为直角梯形四棱柱；若当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向理论坐标值小于该梯形下底远端Y向理论坐标值，且当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值小于该梯形上底近端Y向理论坐标值，则判定当前待加工布线孔的梯形清除区为常规梯形四棱柱；步骤二：通过雷尼绍测绘系统测量大型型腔板材的各个锐角半圆槽(4)的位置和直径，并根据所测得的数据自动求出各个锐角半圆槽(4)的轴线在Y轴方向上的坐标值，从而分别获得各个锐角半圆槽(4)中垂面K的Y向坐标值依次为：Y₁、…、Y_a‑1、Y_a、…、Y_a+i、…Y_b、Y_b+1、…、Y_n，并将所述各个锐角半圆槽(4)中垂面K的Y向坐标值作为布线孔实际开孔位置的新参考基准；其中，i、a、b、n均为自然数，且i＞1，n＞b＞a＞2，Y_a表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值，Y_b表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值；步骤三：确定当前待加工布线孔的梯形上底远端、近端边界点的坐标值，以及梯形上底的宽度，当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为常规梯形四棱柱时，执行步骤3.1，当待加工布线孔的梯形四棱柱清除区为直角梯形四棱柱时，执行步骤3.2，其具体包括如下子步骤：步骤3.1：分别将常规梯形下底远端Y向理论坐标值A、常规梯形下底近端Y向理论坐标值B与步骤二中的各个锐角半圆槽(4)中垂面的Y向坐标值Y₁、…、Y_a‑₁、Y_a、…、Y_a+i、…Y_b、Y_b+1、…、Y_n进行逐点比较，若Y_b<A<Y_b+1，则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Y_b；若Y_a‑1<B<Y_a，则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Y_a；此时，常规梯形上底的宽度L₂＝Y_b‑Y_a，然后执行步骤四；步骤3.2：分别将直角梯形下底远端Y向理论坐标值F、直角梯形下底近端Y向理论坐标值E与步骤二中的各个锐角半圆槽(4)中垂面的Y向坐标值Y₁、…、Y_a‑₁、Y_a、…、Y_a+i、…Y_b、Y_b+1、…、Y_n进行逐点比较，若Y_b<F<Y_b+1，则确定当前待加工布线孔的梯形上底远端边界点的坐标值等于Y_b；若Y_a‑1<E<Y_a，则确定当前待加工布线孔的梯形上底近端边界点的坐标值等于Y_a；此时，直角梯形上底的宽度L₄＝Y_b‑Y_a，然后执行步骤五；步骤四：求解当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点XY坐标值及其Z向下端面S的中心点XY坐标值，以及常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，其具体包括如下子步骤：步骤4.1：根据常规梯形横断面Q所对应的当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Y_a和当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Y_b，求解其二者所对应的常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值；步骤4.2：根据步骤4.1所得常规梯形横断面Q上底中点的实际Y向坐标值、布线孔矩形理论投影区域的几何中心点O₁的横轴理论坐标值X₁、步骤3.1所得常规梯形上底的宽度值L2以及常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面的X轴方向宽度值W，并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法，计算求得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S的中心点O₂的XY坐标值；步骤4.3：将步骤4.2所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面中心点O₂沿Z轴向上面板(2)的表面做垂向投影，从而获得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的中心点O₃的XY坐标值O₃(X₃，Y_s)；其中，X₃＝X₁；Y_s＝(Y_a+Y_b)/2；步骤4.4：根据步骤4.3所得当前待加工布线孔的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面中心点O₃(X₃，Y_s)、常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的常规梯形下底的宽度值L1，并结合矩形边长和矩形中心点的公知几何关系求解算法，计算求得常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T的四条边界线的实际加工位置参数值，然后执行步骤六：步骤五：求解当前待加工布线孔的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，其具体包括如下子步骤：步骤5.1：分别确定直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值以及与该直角梯形斜边所对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值，其具体方法为：若当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向理论坐标值等于该梯形上底近端Y向理论坐标值，则令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Y_a，并令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值Y_a与直角梯形下底的宽度值L3的相加之和；若当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向理论坐标值等于该梯形上底远端Y向理论坐标值，则令当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Y_b，并令当前待加工布线孔的梯形下底近端Y向实际开孔坐标值等于当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值Y_b与直角梯形下底的宽度值L3的差值；步骤5.2：根据步骤5.1所得直角梯形横断面P的梯形直角边的Y向理论坐标值和与该梯形直角边相对应的当前待加工布线孔的梯形下底远端Y向实际开孔坐标值或者梯形下底近端Y向实际开孔坐标值，以及直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面的X轴方向宽度值W和图纸所给定的直角梯形下底的宽度值L3，并结合矩形各条边线之间相对位置关系的公知求解算法，计算求得直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形区域的四条边界线的实际加工位置参数值，然后执行步骤六：步骤六：针对由步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形区域或针对由步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应的矩形区域，以垂直铣削圆孔阵列的方式分别对每条需剔除斜筋板(3‑1)均进行预先铣削截断作业，所述的垂直铣削圆孔阵列由多个平行布局的双向预截断孔组J_m共同构成，m取自然数；每个双向预截断孔组J_m均包括沿X轴向顺次布置的两个预钻孔V，每个双向预截断孔组J_m均用于将常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的一条对应需剔除斜筋板(3‑1)从其起始端和终止端分别做截断处理，其具体包括如下子步骤：步骤6.1：按照公式(1)确定每个双向预截断孔组J_m中靠近矩形区域上边界线S_上的预钻孔V_上(X_上，Y_上)的X_上坐标值，并按照公式(2)确定靠近矩形区域下边界线S_下的预钻孔V_下(X_下，Y_下)的X_下坐标值：X_上＝X₂±(W/2‑R‑δ)……(1)X_下＝X₂±(W/2‑R‑δ)……(2)上式中，W是布线孔沿X轴方向宽度值；X₂是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O₂的X向坐标值；R是铣削刀具半径；δ是预留铣削余量，δ的取值为2mm；公式(1)和公式(2)中的±号的取值彼此相反；步骤6.2：确定每个双向预截断孔组J_m的Y向坐标值，其具体包括如下子步骤：步骤6.2.1：按照公式(3)确定垂直铣削圆孔阵列中沿Y轴方向平行布局的预钻孔总个数m以及按照公式(4)确定各相邻双向预截断孔组J_m之间的间距值L₀：m＝(Yb‑Y_a)/2R+1……(3)L₀＝(Yb‑Y_a)/m……(4)式中，R是铣削刀具半径，(Y_b‑Y_a)/2R取整数；Y_a表示当前待加工布线孔的梯形上底近端Y向实际开孔坐标值，Y_b表示当前待加工布线孔的梯形上底远端Y向实际开孔坐标值；步骤6.2.2：按照公式(5)确定垂直铣削圆孔阵列中起点第一个双向预截断孔组J₁的Y向坐标值Y_d1，并按照公式(6)确定终点第m个双向预截断孔组J_m的Y向坐标值Y_dm：Y_d1＝Y_s‑(Yb‑Y_a)/2+R……(5)Y_dm＝Y_s+(Yb‑Y_a)/2‑R……(6)式中，Y_s是常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’的中心点O₂的Y向坐标值；步骤6.2.3：按照公式(7)确定垂直铣削圆孔阵列的中间任意一个双向预截断孔组J_m‑1的Y向坐标值Y_dm‑1：Y_dm‑1＝Y_s‑(Yb‑Y_a)/2+R+(m‑1)×L₀……(7)式(7)中，m≥3；步骤6.3：依据由步骤6.1所确定的每个双向预截断孔组J_m中的预钻孔V_上(X_上，Y_上)的X_上坐标值、预钻孔V_下(X_下，Y_下)的X_下坐标值以及由步骤6.2所确定的双向预截断孔组J_m的Y向坐标值三者共同确定垂直铣削圆孔阵列中的全部双向预截断孔组J_m的实际加工位置，并由数控铣床的控制系统控制其铣刀以垂直钻孔的方式，逐一完成垂直铣削圆孔阵列的实际钻孔加工，进而对常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S或直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’范围内的每条需剔除斜筋板(3‑1)均完成其所需的预先铣削截断作业；步骤七：依据步骤四所求得的常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，或者，依据步骤五所求得的直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，并结合上面板(2)的图纸理论深度值，由数控铣床分别完成对常规梯形四棱柱清除区的Z向上端面T或直角梯形四棱柱清除区的Z向上端面T’所对应的上面板(2)的铣削清除作业；步骤八：依据步骤四所确定的常规梯形四棱柱清除区的Z向下端面S所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值或依据步骤五所确定的直角梯形四棱柱清除区的Z向下端面S’所对应矩形的四条边界线的实际加工位置参数值，并结合布线孔的图纸理论深度值D₀，由数控铣床按照铣床领域公知的钻孔循环POCKET3模式进一步分别完成上述所对应矩形范围内的每条需剔除斜筋板(3‑1)的铣削清除作业。