[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

说明书

本发明提出了一种利用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,首先对异型深腔的正交可达性进行判定，对正交可达深腔进行加工区域划分并确定加工主轴方向；其次确定正交不可达深腔的加工主轴方向，并对加工程序刀位点进行旋转变换；最后在三轴数控龙门机床上装夹零件，分别调整90°侧铣头主轴方向，依次完成正交可达深腔、正交不可达深腔的加工。运用该方法可以利用三轴数控龙门机床实现大型非正交角度异型深腔类零件加工。同时，大大降低了加工成本并省去了购买全自动侧铣头的费用。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体为一种利用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。

背景技术

伴随着我国航天事业型号任务的逐步开展，越来越多的大型整体构件应运而生。整体构件虽然为保证产品性能提供了保障，但同时也对制造技术提出了挑战。以某型号异型对接框生产制造为例，零件尺寸规格为1500×1150×320，原材料选用了高强度淬硬钢，为了减轻零件结构质量，零件结构设计中采用了大量的非正交角度异型减轻深腔，致使整个加工过程中材料去除率达到95％以上。目前能够满足该零件加工要求的机床种类仅限于数控龙门机床、数控镗铣床。然而，由于目前航天型号中大型结构件的材料以铝合金锻件为主，加工装备为轻载高精度机床，不适合加工淬硬钢等难加工材料。而且市面上大型重载数控龙门加工设备稀缺，加工费用昂贵(800～1000/h)。

为了最大限度的降低加工成本，并缩短加工周期，只能从现有设备中选取装备90°侧铣头的三轴数控龙门机床进行加工。由于没有装备价格昂贵(单价30万左右)的全自动侧铣头，受零件特征和机床结构的限制，该机床无法直接将含有大量非正交角度的异型深腔加工到位。

因此，亟需一种合理的加工方法，利用装备90°侧铣头的三轴数控龙门机床来解决非正交角度异型减轻深腔类零件的制造难题。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术中缺乏三轴数控龙门机床加工大型非正交角度异型深腔类零件加工方法的问题，本发明提出了一种利用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。

技术方案

本发明的目的是要提出一种利用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，其中包括大型非正交角度异型深腔类零件的正交可达性加工判定与区域划分方法、正交不可达区域加工主轴方向确定与加工程序变换方法。

本发明的技术方案为：

所述一种利用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，方法如下：

步骤a：设定整个零件正交坐标中心P_O(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平面进行投影可得曲线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b：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。