[发明专利]实际刀轴方向偏离编程刀轴方向的数控加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用球刀对型面进行数控加工的方法。

背景技术

对于空间曲面数铣加工，不管是刀轴方向不发生变化的固定轴铣削场合，还是刀具方向在空间位置的不断变化的四轴、五轴及多轴的铣削场合，实际加工的刀轴的方向是和程序设计的刀轴方向是一致的。在汽车冲压模具加工中，普遍使用3+2轴的数控加工机床，采用固定轴方式球刀加工型面时，对于下列一些情况，有时会出现刀轴的实际加工方向与编程不一致的状况：一是受机床本身性能的限制，象早一些的机床，本身主轴头能进行旋转或更换而进行调头加工，但角度精度已无法准确保证，会出现偏差；二是机床虽能完成刀轴的准确定位，但是实际加工现场受机床更换、刀具长短、操作人员工艺经验的影响，会根据实际情况调转与编程不一致的刀轴方向进行加工，从而造成实际加工的刀轴方向与编程的刀轴方向偏差。

上述问题传统的解决方法：

(1)、对于调头不能实现自动补偿、调头精度不能保证的数控加工机床而必须调头加工的零件，只能进行外协加工，利用社会上的设备和加工资源完成加工，增加开发成本和产品开发周期。

(2)、对于调头能实现自动补偿、调头精度有保证的机床，当生产现场受刀具、加工工艺性要求需要调整编程的刀轴方法时，程序设计部门必须按车间要求重新编制加工程序，造成工作的反复，浪费时间和精力，延误加工时间。

而且我国有大量的十几年前的数控机床，如何利用新的工艺方法，充分发挥这些机床的性能和加工潜力，给企业带来更多的效益，是需要解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效解决普通数控机床主轴调头时不能实现自动调头加工坐标系补偿、调头精度不准或靠人工扳动调整，倾斜后的实际加工刀轴方向与编程理论用的刀轴方向存在误差问题的实际刀轴方向偏离编程刀轴方向的数控加工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：实际刀轴方向偏离编程刀轴方向的数控加工方法，所述数控加工方法采用球刀作为加工刀具，确定所述实际刀轴方向偏离所述编程刀轴方向的角度偏差，所述实际刀轴对应有实际刀具，所述编程刀轴对应有编程刀具，包括对刀步骤，所述对刀步骤中的对刀点为编程刀具的理论刀尖对应的实际刀具的刀刃位置。

作为优选的技术方案，确定所述角度偏差(δ)的步骤包括：确定刀具与被加工工件可能发生碰撞干涉的接触点，根据确定的接触点确定角度偏差(δ)允许取值范围，所述角度偏差为在平面内实际加工刀轴方向与编程刀轴方向之间的夹角，步骤如下：

由：h+Δ≤H；

H＝R[1-sin(α+δ)]；

得：β＝α+δ≤arcsin[1-(h+/Δ)/R]；

其中，

α：编程刀轴方向与发生角度偏差的平面的纵坐标轴的夹角；

R：球刀半径；

h：发生干涉的接触点到球刀最低点(K)的距离；

H：球刀半球部分与直刃部分的切点到球刀最低点(K)的距离；

Δ：设定的安全长度；

β：实际加工刀轴与垂直方向的夹角。

作为优选的技术方案，所述安全长度(Δ)不小于3mm。

由于采用了上述技术方案，实际刀轴方向偏离编程刀轴方向的数控加工方法，所述数控加工方法采用球刀作为加工刀具，确定所述实际刀轴方向偏离所述编程刀轴方向的角度偏差，所述实际刀轴对应有实际刀具，所述编程刀轴对应有编程刀具，包括对刀步骤，所述对刀步骤中的对刀点为编程刀具的理论刀尖对应的实际刀具的刀刃位置；有效解决了普通数控机床主轴调头时不能实现自动调头加工坐标系补偿、调头精度不准或靠人工扳动调整，倾斜后的实际加工刀轴方向与编程理论用的刀轴方向存在误差问题，充分利用了机床、刀具的现有条件，现场操作人员根据零件加工工艺要求，通过本方法实现工件的加工，增加了现场操作的灵活性和方便性，同时可最大发挥、利用了现有硬件资源，对原本无法加工的零件实现了加工，降低了成本、缩短开发周期。

附图说明

图1是本发明对刀步骤中找正对刀示意图；

图2是本发明对刀步骤中编程刀轴方向垂直于横坐标轴方向找正对刀示意图；

图3是本发明中实际加工刀轴方向偏离编程刀轴方向产生干涉情形分析示意图；

图4是本发明中确定角度偏差(δ)步骤的分析示意图；

图5是本发明中多次调头倾斜加工刀轴分段加工示意图。

具体实施方式