[发明专利]一种筒状结构件内壁环形下陷特征加工方法

权利要求书

1.一种筒状结构件内壁环形下陷特征加工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤(1)根据带有环形下陷特征的筒状结构件选择加工零件和角度头型号；

步骤(2)根据筒状结构件的环形下陷特征结构制定加工方案，并采用角度头加工筒状结构件的环形下陷特征；

步骤(3)编制角度头加工程序，采用CAM软件编制角度头加工程序；

步骤(4)对角度头后置处理及超程优化处理，具体处理流程如下：

①录入机床信息：机床C摆行程、用于圆弧插补位置计算的机床系统及圆弧插补计算方式；

②录入超程计算信息：超程圆弧插补半径R、插补圆弧角度α和超程处理安全距离值

③逐行进行程序后置处理：根据CAM软件编制的前置文件逐行进行处理，其中，后置处理的点位计算根据前置文件中的点位、矢量和刀具长度值计算得到，摆角计算根据机床运动链计算得到C值，刀尖点与回转中心P点之间的距离为L，前置点位为：X,Y,Z,I,J,K，为前置刀具位置矢量，为前置刀轴矢量，后置处理完毕得到的角度头加工程序点位为：

④判断C摆超程并处理，将后置处理计算得到的C值与机床C摆行程进行对比，若在行程范围内，则继续执行下行程序；若机床C摆行程超程则进行优化处理，具体处理为：

a)获取P₂点位的位置信息(X₂,Y₂)、矢量信息(I₂,J₂,K₂)和后置得到的角度信息C₂，根据P₂信息和圆弧插补半径R计算得到圆弧进退刀的圆心位置O和P₂与O点的P₂O差值(ΔX_P2,ΔY_P2)，计算如下：

X_O＝X₂+R×I₂

Y_O＝Y₂+R×J₂

ΔX_P2＝-R×I₂

ΔY_P2＝-R×J₂

b)根据圆弧插补计算方式计算圆弧退刀点P_s和圆弧进刀点P_e，目的是在超程处将角度头与加工零件分离，避免直接抬刀而铣伤工件，计算圆弧退刀点P_s时扇形角度为α，计算圆弧进刀点P_e时扇形角度为-α，P_s和P_e的位置点为：

R_Z为旋转矩阵，如下：

将圆弧退刀点P_s按照步骤③中所述的方法计算得到角度头加工程序点位并按照圆弧运动插入该点位；

c)根据超程处理安全距离值计算并插入安全点，目的是避免角度优化时的大摆角运动铣伤或碰撞工件，在安全点对角度值进行最小值优化，以解决超程的问题，安全距离值根据得到的单位矢量根据D_safe、和计算得到安全点和计算如下：

在安全点对C摆超程进行最小值优化，最小值C_min＝|C±2π·n|_min，其中n为正整数，优化后得到C值为：

将P_SS点按照步骤③中所述的方法计算得到角度头加工程序点位并按照线性运动插入点位和优化后的角度值；

d)将安全进刀点P_Se按照步骤③中所述的方法计算得到角度头加工程序点位并按照线性运动插入点位，确保角度头在安全距离运动至安全进刀点；

e)将圆弧进刀点P_e按照步骤③中所述的方法计算得到角度头加工程序点位并按照线性运动插入该点位，目的是避免直接进刀而铣伤工件；

f)从P_e点按照圆弧运动至P点，并按照圆弧运动插入该点位；

对超程优化处理后再将P点插入圆弧进退刀、安全抬刀以及超程优化，将P₃点的轨迹优化为P₁-P₂-P_s-P_ss-P_se-P_e-P₂-P₃，以解决环形下陷铣削过程中机床超程的问题；

⑤继续逐行进行程序后置处理；

步骤(5)生成角度头加工程序；

步骤(6)传输并加载角度头加工程序；

步骤(7)安装角度头并加工筒状结构件内壁环形下陷。