[发明专利]一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法

权利要求书

1.一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：包括，

装卡待加工产品并找正，建立工件坐标系，三轴机床主轴端面定位点P对刀至工件坐标系零点，然后在三轴机床主轴端面位置安装万向角度头；

按照法向圆孔在待加工产品上的理论中心位置和方向，获得待加工产品在工件坐标系的法向孔矢量坐标、法向孔的中心点坐标；在万向角度头安装刀具，调整万向角度头使刀具轴线与待加工产品的法向圆孔轴线平行；

通过刀轨编程软件获得在工件坐标系下的法向孔三轴加工刀路轨迹，生成无刀长数据的三轴机床主轴端面定位点P在工件坐标系中的刀轨源文件；

根据所述三轴机床主轴端面定位点P的刀轨源文件、万向角度头的固有参数、刀具有效摆长，通过数据处理模块进行处理，获得基于实际装刀长度的数控加工程序；

将所述数控加工程序传输至机床数控系统并运行，实现法向圆孔的加工。

2.根据权利要求1所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述数据处理模块：建立三轴机床主轴端面定位点P到万向角度头装刀平面定位点M的坐标数据关系方程，并结合万向角度头的固有参数、刀具有效摆长，获得刀具的刀心点C的坐标关于P点坐标的关系方程，根据刀具的刀心点C的坐标关于P点坐标的关系方程转换得到刀具刀心点C的刀轨源文件，进而生成最终的基于实际装刀长度的数控加工程序。

3.根据权利要求1所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述万向角度头的固有参数包括：装刀端面定位点M到万向角度头装刀轴线与三轴机床主轴轴线的交点Q的距离L₀，以及角度头安装在机床上之后Q点到三轴机床主轴端面定位点P的距离L₁。

4.根据权利要求3所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述刀具有效摆长为万向角度头装刀端面定位点M到刀心点C的距离L与L₀之和。

5.根据权利要求4所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述点P到定位点M的坐标关系方程为：

其中，r_P表示主轴端面定位点P在工件坐标系中的径矢，r_M表示装刀端面定位点M在工件坐标系中的径矢，为装刀端面定位点M到万向角度头装刀轴线与三轴机床主轴轴线的交点Q的向量，为万向角度头装刀轴线与三轴机床主轴轴线的交点Q到三轴机床主轴端面定位点P的向量。

6.根据权利要求4所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述C点坐标关于P点坐标的关系式为：

其中，P在工件坐标系中的坐标为[x_P,y_P,z_P]^T；点C在工件坐标系中的坐标为[x_C,y_C,z_C]^T；万向角度头装刀轴线方向的单位矢量为n，n在工件坐标系中的坐标记为[i,j,k]^T。

7.根据权利要求1所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述调节万向角度头使刀具轴线与待加工产品的法向圆孔轴线平行的方法为：首先根据待加工产品的待加工法向孔在加工坐标系下的理论轴线方向，根据理论轴线方向确定目标角度，参考万向角度头的刻度盘，将万向角度头调整到目标角度，然后万向角度头装夹校验棒，通过杠杆表测量校验棒在法向孔轴线方向的跳动来精校正万向头的轴线与待加工法向孔的轴线平行。

8.根据权利要求1所述的一种基于三轴机床的异型产品法向圆孔高效精密加工方法，其特征在于：所述待加工产品上设有精基准，精基准用于产品精找正、对刀、建立加工坐标系。