CN101920453A - 大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法，包括以下步骤：应用软件分析工件，确定加工的孔的范围和装夹基准；编制空间孔的数控加工程序；应用仿真软件校验数控加工程序；按数控要求装夹找正，留量加工空间孔；标检测加工的孔的空间位置精度，根据检测结果调整数控加工程序后，将空间孔加工至要求精度；重复装夹，加工另一范围的空间孔至工件上的孔加工完成。本发明的有益效果是：在数控铣镗床上加工大型椭球体上的多组空间孔，满足位置精度的要求；不受数控铣镗床的系统限制，实现了一个工艺的最大利用率，只需更新零件模型和数学参数，即可完成加工程序编制；工艺安全可靠、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及大型椭球体空间曲面上加工多组位置的空间孔的加工方法。
背景技术
在机械加工产品中，大型椭球体上的空间孔的加工是比较困难的。现有技术中，大型椭球体的空间孔的加工一般在数控龙门铣床上加工，当被加工件的宽度超出数控龙门铣床的宽度时，就无法在数控龙门铣床上加工了。若采用在数控镗铣床上加工，则要经过多次装夹加工，零件位置的精度保证、空间孔的形状保证、使用数控镗床的万能角铣头加工中，铣头转角度的补偿及刀具长度，刀具半径的补偿，加工后孔的空间位置的测量都都很困难。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种大型椭球体空间孔的加工方法，保证大型椭球体空间孔的加工精度。
实现本发明的技术方案是：大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法，包括以下步骤：
A、应用siemens nx6 CAD\CAM软件分析工件的形状和空间位置，确定用数控镗铣床加工工件需要装夹的次数及每次装夹加工的孔的范围和装夹基准；
B、编制空间孔的数控加工程序；
C、应用VERICUT数控机床仿真软件校验数控加工程序；
D、按数控要求装夹找正零件，按数控加工程序留量加工空间孔；
E、用三座标检测加工的孔的空间位置精度，根据检测结果调整数控加工程序后，将空间孔加工至要求精度；
F、移动工件，根据步骤A的分析做第二次装夹，按步骤D、E加工另一范围的空间孔；
M、重复步骤F，至工件上的孔加工完成；
其特征在于所述的编制空间孔的数控加工程序包括：制定角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序和角铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序与siemens nx6 CAM结合编制的空间孔的数控加工程 序；所述用三座标检测加工的孔的空间位置精度，根据检测结果调整数控加工程序包括：检测的孔的位置精度不符合要求时，停止加工，调正数控加工工艺，检测的孔的位置精度符合要求时，继续按数控加工程序加工到成品孔；所述应用siemens nx6 CAD\CAM软件分析工件的形状和空间位置，确定用数控镗铣床加工工件需要装夹的次数及每次装夹加工的孔的范围和装夹基准是根据数控镗铣床的最大加工范围确定每次装夹加工的孔的范围，以第一次装夹加工的孔的基准为第二次装夹加工的孔的基准，以后每次装夹加工的孔的基准均以上一次装夹加工的孔为基准调整。
本发明所述的大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法，其特征在于所述的角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序包括：角铣头脖长赋值，刀具长度赋值，角铣头转角度数赋值，计算角铣头长度与刀具长度相加的总值，分别计算计算角铣头长度与刀具长度相加的总值转角后的长度在Y轴方向的投影值和在Z轴方向的投影值。
本发明的方法应用角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序，实现了角铣头转长后刀具长度及角铣头长度补偿。数控机床的控制点是刀尖点，数控加工程序是按零件图纸上给出的位置进行编程序的，当使用角铣头装上刀具加工椭球体上的空间孔时，按零件图纸上的座标点去控制刀尖点的运动时，由于受角铣头脖长与刀具长度的影响，刀尖点发生了变化，在加工每一个孔时由于孔的空间角度不同使得角铣头转角不同，由于角铣头的转角不同，其刀尖点所在的位置不同，用角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序，实现了角铣头转长后刀具长度及角铣头长度补偿。应用VERICUT数控机床仿真软件仿真执行数控加工程序，检验程序的正确性。应用三坐标检测留量加工的空间孔的位置精度，保证了空间孔的位置精度。每次装夹加工的孔的基准均以上一次装夹加工的孔为基准，保证了每次数控加工的找正和装夹测量准确。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、大型椭球体上的多组空间曲面加工选用在数控铣镗床上加工，可以代替零件在数控龙门铣床上加工，尤其是加工零件的宽度超出龙门宽度无法在数控龙门铣床上加工时。
2、万能角铣头空间任意角度的角铣头长度、刀具长度补偿通用软件在铣镗床上的应用，解决了繁杂的计算问题，并减少了因计算错误造成的加工失 败。
3、提出了在数控铣镗床上加工多组孔、多次装夹零件，位置精度的保证的方法，为在大型椭球体上多组合孔的加工提供了新方法，提高了空间曲面的编程准确性和编程效率。
4、此工艺方法不受数控铣镗床的系统限制，实现了一个工艺的最大利用率，只需更新一下零件实体模型，更换数学参数，即可完成零件的加工程序编制工作。
5、工艺安全可靠、效率高。
附图说明
本发明共有附图10张，其中：
图1是大型椭球体空间孔整体示意图1。
图2是大型椭球体空间孔整体侧向示意图2。
图3是大型椭球体第一次装夹示意图。
图4是大型椭球体第二次装夹示意图。
图5是所加工孔的局部放大视图。
图6是万能角铣头XZ坐标视图。
图7是万能角铣头YZ坐标视图。
图8是角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序框图。
图9是角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序运行框图。
图10是数控加工工艺运行框图。
附图中，1、首次夹装加工的基准孔I，2、与首次夹装基准孔相邻的孔II，3、与首次夹装基准孔相邻的孔III 4、与首次夹装基准孔相邻的孔IV 5、第二次装夹加工的孔V
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例，对本发明做进一步说明。实施例是石化设备中的大型筒体的椭球体的加工例。大型筒体的椭球体直径8000mm，其上，分布着大小34个不同的空间孔。先应用siemens nx6 CAD\CAM软件分析工件的形 状和空间位置，确定用数控镗铣床加工工件需要装夹的次数及每次装夹加工的孔的范围和装夹基准；然后制定空间孔的数控加工程序；应用VERICUT数控机床仿真软件校验数控加工程序；按数控要求装夹找正零件，按数控加工程序留量加工空间孔；用三座标检测加工的孔的空间位置精度，根据检测结果调整数控加工程序后，将空间孔加工至要求精度；移动工件，做第二次装夹，加工另一范围的空间孔；重复夹装加工，至工件上的孔加工完成。
具体加工工序如下：
第一序，零件的第一次装夹
按附图3所示，第一次装夹的位置，应满足装上万能角铣头后，刀具
在Z轴方向的行程应同时满足行星铣基准孔I和樘孔III、孔IV行程的需要。零件下垫等高垫铁，零件放在Z轴方向的位置，满足行星铣基准孔Iφ1310和樘孔III、孔IV2个φ230孔行程的需要。均匀夹紧零件。装上万能够铣头，铣头向下，以φ1310孔在Z方向的中心线拉直，允差0.2mm，按座标点定工艺零点：G54X0Y0Z0，G54X0定在孔的中心线上，以外圆实测值为基准向Z正向移动，定G54Z0在φ1310孔的中心上(见图3)，Z方向带角铣头值零。G54Y0以零件的下端面为基准向上移动348.810定在φ1310孔中心的上端面处。
角铣头转250与，与Φ1310孔的中心轴线方向一致。
应用VERICUT数控机床仿真软件试运行程序，检查程序的正确性是否符合图纸的尺寸要求，如果正确，分别使用程序粗加工孔I、孔II、孔III和孔IV，单面留量10mm。
利用三座标检测仪，检测所加工孔的位置度是否正确，如果正确执行下序工艺，如果不正确停加工，调整数控加工程序。
使用程序精加工孔I、孔II、孔III和孔IV。
使用程序加工此次加工孔周边的小孔。
交检
第二序，零件的第二次装夹
按附图4所示的位置装夹，零件下垫等高垫铁，零件放在Z轴方向的位置应满足装上万能角铣头后，刀具Z轴方向的行程应同时满足行星铣孔V和樘2个φ230孔行程的需要，孔V为φ1310。均匀夹紧零件。装上万能够铣头，铣头向下，以φ1310孔在Z方向的中心线拉直，允差0.2mm按工艺简图中所给定的座标点定工艺零点G54X0Y0Z0，G54X0定在孔的中心线上，以φ3478.325 外圆实测值为基准向Z正向移动(2890.983-3478.327/2)定G54Z0在φ1310孔的中心上(参见简图4)，Z方向带角铣头值零。G54Y0以零件的下端面为基准向上移动：定在φ1310孔中心的上端面处。工艺零点设定后，以座标值为：X＝-1238.979、z＝-292.649校验上序已加工的2孔的位置，校验本次装夹的位置是否正确，如果不正确复查、调正，如果正确操作如下：
角铣头转300与Φ1310孔的中心轴线方向一致。
应用VERICUT数控机床仿真软件试运行程序，检查程序的正确性是否符合图纸的尺寸要求，如果正确，分别使用程序粗加工孔V，单面留量10mm。
利用三座标检测仪，检测所加工孔的位置度是否正确，如果正确执行下序工艺，如果不正确停加工，调整数控加工程序。
使用程序精加工孔V及处于同组的其他孔。
交检
按如上操作步骤，多次装夹，按给定的不同的基准点重复上述操作，加工基它各孔。
Claims (2)
1.大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法，包括以下步骤：
A、应用siemens nx6CAD\CAM软件分析工件的形状和空间位置，确定用数控镗铣床加工工件需要装夹的次数及每次装夹加工的孔的范围和装夹基准；
B、编制空间孔的数控加工程序；
C、应用VERICUT数控机床仿真软件校验数控加工程序；
D、按数控要求装夹找正零件，按数控加工程序留量加工空间孔；
E、用三座标检测加工的孔的空间位置精度，根据检测结果调整数控加工程序后，将空间孔加工至要求精度；
F、移动工件，根据步骤A的分析做第二次装夹，按步骤D、E加工另一范围的空间孔；
M、重复步骤F，至工件上的孔加工完成；
其特征在于所述的编制空间孔的数控加工程序包括：制定角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序和角铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序与siemens nx6 CAM结合编制的空间孔的数控加工程序；所述用三座标检测加工的孔的空间位置精度，是根据检测结果调整数控加工程序，包括：检测的孔的位置精度不符合要求时，停止加工，调正数控加工工艺，检测的孔的位置精度符合要求时，继续按数控加工程序加工到成品孔；所述应用siemens nx6 CAD\CAM软件分析工件的形状和空间位置，确定用数控镗铣床加工工件需要装夹的次数及每次装夹加工的孔的范围和装夹基准是根据数控镗铣床的最大加工范围确定每次装夹加工的孔的范围，是以第一次装夹加工的孔的基准为第二次装夹加工的孔的基准，以后每次装夹加工的孔的基准均以上一次装夹加工的孔为基准调整。
2.根据权利要求1所述的大型椭球体上的空间孔在数控镗铣床上加工方法，其特征在于所述的角铣铣头长度及刀具长度在空间转角度后补偿的R参数程序包括：角铣头脖长赋值，刀具长度赋值，角铣头转角度数赋值，计算角铣头长度与刀具长度相加的总值，分别计算计算角铣头长度与刀具长度相加的总值转角后的长度在Y轴方向的投影值和在Z轴方向的投影值。
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