[发明专利]一种复杂曲面表面加工轨迹的误差计算方法

说明书

本发明涉及一种复杂曲面表面加工轨迹的误差计算方法，包含多个步骤，每个步骤对机床上的各个坐标轴上的误差进行分别计算，给出了计算的具体公式，从数学的角度对各个误差进行严格规范，以保证加工的严谨性与正确性。

技术领域

本发明涉及加工技术领域，为一种复杂曲面表面加工轨迹的误差计算方法。

背景技术

科学技术在不断地发展，材料的强度、耐热性、耐腐蚀性、耐摩擦磨损等性能作为机械结构以及零部件的重要因素。为了提高材料的性能，必须对材料的表面进行加工。材料的表面的腐蚀和磨损造成了巨大的经济损失。对材料的复杂曲面进行加工，还要对误差进行计算，保证加工轨迹的精确性，纠正加工的错误。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的复杂曲面表面加工轨迹的误差计算方法。

为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为，一种复杂曲面表面加工轨迹的误差计算方法，包含以下步骤：

S1、在加工的机床上建立坐标系，x轴平行于地面、与工件进给方向垂直，y轴垂直于地面，z轴与工件进给方向在同一直线上；

S2、求取工件进给方向z轴上的误差Δz；

S3、求取轨迹进给量d的误差Δd；

S4、求取工件在x轴上的误差；

S5、求取工件在y轴上的误差与同步误差。

步骤S2中工件进给方向z轴上的误差Δz，与进给电机的进给误差等价；

步骤S3中的轨迹进给量d的误差Δd，由加工的机床上的转动电机φ的转角θ的误差Vθ而引起，近似估算公式为：

Δd≈d_e2×sinΔθ

或者Δd≈d_e1×sinΔθ；

其中，加工中心点E处的法线到左侧曲线l_e1的距离d_e1、加工中心点E处的法线到右侧曲线l_e2的距离d_e2，e为加工截面，转角θ在不断变化，所述加工中心点E为加工水平线与加工截面e的中心曲线垂直的交点，所述加工水平线为加工的机床的两侧加工头在工件上的加工点形成的直线；所述左侧曲线l_e1、所述右侧曲线l_e2都为加工截面e的一部分；而d_e2≈d_e1，将所述近似估算公式精化为：

其中，D_e为加工中心点E处的法线到左侧曲线l_e1的距离d_e1与加工中心点E处的法线到右侧曲线l_e2的距离d_e2的和；

步骤S4中的在x轴上的误差Vx包含两个部分，加工的机床上两侧加工头的各自位置误差Vx1，以及配合叶片厚度的间距误差Vx2；

步骤S5中，在y轴上的误差由加工的机床上的两侧同步电机决定，其在y轴上保持一致，在y轴上的误差也相同，都为同步误差，以避免产生较大的加工剪切力。

将加工轨迹分为左侧加工轨迹、右侧加工轨迹、中间加工轨迹，左侧加工轨迹、右侧加工轨迹与所述加工轨迹在x轴、y轴上的坐标相关，所述中间加工轨迹与加工轨迹在z轴上的坐标相关；

加工的机床上两侧加工头的各自位置误差Vx1为，两侧电机的左电机、右电机造成的位置误差各自为5微米，所述各自位置误差Vx1的值为10微米；