[发明专利]一种利用90°侧铣头实现大型非正交角度异型深腔类零件的加工方法

权利要求书

1.一种利用90°侧铣头实现大型非正交角度异型深腔类零件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对零件异型深腔进行正交可达性加工判定；如正交可达，进入步骤2；如正交不可达，进入步骤3；

步骤2：对正交可达异型深腔进行加工区域划分，并确定加工主轴方向；

步骤3：确定正交不可达异型深腔的加工主轴方向，并对数控程序刀位点进行旋转变换；

步骤4：对异型深腔零件进行机床加工；

步骤1中，对零件异型深腔进行正交可达性加工判定，包括以下步骤：

步骤11：设定整个零件正交坐标中心P₀(X₀，Y₀)，选取位于I象限内(X_正，Y_正)的一个异型深腔，将异型深腔外侧轮廓沿坐标XY平面进行投影得到曲线C，选取曲线C上最左侧点为P_L(x_min，y₁)，最右侧点为P_R(x_max，y₂)；

步骤12：分别过点P_L(x_min，y₁)、P_R(x_max，y₂)作平行于Y轴方向的两条直线L_YL、L_YR，则直线L_YL、L_YR之间的区域为Y轴可达加工区域；

步骤13：过点P_R(x_max，y₂)作平行于X轴方向的直线L_X，则直线L_X上方沿Y轴正向的区域为X轴可达加工区域；

步骤14：若该异型深腔被包含于X轴可达加工区域与Y轴可达加工区域共同组成的集合区域内，则可判定该异型深腔为正交可达；否则为正交不可达；

步骤15：位于其它三个象限内的异型深腔可分别通过绕零件正交坐标中心顺时针旋转90°、180°、270°变换至I象限内，执行步骤11-步骤14进行判定；步骤2中，对正交可达异型深腔进行加工区域划分，包括按步骤12方法确定Y轴可达加工区域划分为正交Y轴加工区域，加工时选定主轴方向为90°：异型腔内剩余加工区域划分为正交X轴加工区域，加工时选定主轴方向为0°；

步骤3中，确定正交不可达异型深腔的加工主轴方向，并对数控程序刀位点进行旋转变换，包括以下步骤：

步骤31：设定整个零件正交坐标中心P₀(X₀，Y₀)，选取位于I象限内(X_正，Y_正)的一个异型深腔，将异型深腔内侧轮廓沿坐标XY平面进行投影可得曲线S，求解出坐标中心P₀(X₀，Y₀)到曲线S的最短距离点P_s(X_s，Y_s)；

步骤32：过点P₀(X₀，Y₀)和点P_s(X_s，Y_s)作直线L_s，令直线L_s与坐标轴X之间的夹角为θ，则θ值即可确定为该异型深腔的加工主轴方向；

步骤33：设定三维坐标原点为P₀(X₀，Y₀，Z₀)，以θ为加工主轴方向，编制该异型深腔的数控程序并后置输出刀位点坐标P_刀(x，y，z)，然后对刀位点坐标P_刀(x，y，z)按下列公式进行变换：

得到转换后的刀位点坐标P’_刀(x’，y’，z’)，顺时针旋转变换时θ取负值，变换后的加工主轴方向为X轴正向，角度为0°；

步骤34：其它正交不可达的异型深腔可分别执行步骤31-步骤33，通过绕零件正交坐标中心顺时针旋转θ值变换加工主轴方向为X轴正向，角度为0°。

2.依据权利要求1所述的一种利用90°侧铣头实现大型非正交角度异型深腔类零件的加工方法，其特征在于，步骤4中，对异型深腔零件进行机床加工，包括以下步骤：

步骤41：在装备90°侧铣头的三轴数控龙门机床上装夹零件，设定工件加工坐标原点为P₀(X₀，Y₀，Z₀)，调整90°侧铣头方向为X轴负向，加工所有正交可达异型深腔中正交X轴加工区域；

步骤42：调整90°侧铣头方向为Y轴负向，加工所有正交可达异型深腔中正交Y轴加工区域；

步骤43：加工所有正交不可达异型深腔外形轮廓，每个异型深腔留出工艺块与工艺孔基准；

步骤44：重新装夹零件，通过校调坐标原点P₀(X₀，Y₀，Z₀)、工艺块和工艺孔基准，设定第一个正交不可达异型深腔主轴加工角度为0°，调整90°侧铣头方向为X轴负向，调用经过坐标旋转变换后的刀位点坐标P’_刀(x’，y’，z’)程序，完成该异型深腔的加工；

步骤45：重复执行步骤44，直至完成所有正交不可达异型深腔的加工；然后铣去所有工艺块与工艺孔基准，完成全部异型深腔的加工。