一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法技術(shù)

一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法，屬于數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域。包括：通過(guò)夾具將零件固定在工作臺(tái)上，保證裝夾后零件的內(nèi)、外圓表面與工作臺(tái)表面垂直；設(shè)定車(chē)床編程坐標(biāo)系；采用固定螺距圓柱螺紋編程方式通過(guò)分段計(jì)算擬合進(jìn)行傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工；根據(jù)固定螺距圓柱螺紋編程公式，實(shí)現(xiàn)每一段位置的螺紋段加工，再通過(guò)循環(huán)編程功能，將整個(gè)圓周所有螺紋段依次連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工；通過(guò)在單個(gè)循環(huán)的外面再增加若干個(gè)循環(huán)，完成零件整個(gè)圓周外表面的車(chē)加工；采用復(fù)式螺紋起始點(diǎn)偏移指令來(lái)消除理論編程螺紋起始角度與零件在車(chē)床上實(shí)際位置的角度差，加工完成螺紋圈數(shù)后，快速退刀。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法
本專(zhuān)利技術(shù)屬于數(shù)控加工
，特別是涉及一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法。
技術(shù)介紹
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，為了特殊需要，一些安裝邊零件被設(shè)計(jì)為零件回轉(zhuǎn)體母線(表面中心線)與安裝邊端面不垂直，存在一個(gè)固定傾斜角，因圓柱母線與安裝邊平面夾角隨圓周角度變化而發(fā)生改變，造成其外圓表面無(wú)法采用普通數(shù)控車(chē)床的車(chē)加工方法加工，長(zhǎng)期以來(lái)只能采用五坐標(biāo)數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，加工周期長(zhǎng)，成本高，質(zhì)量難以控制，不利于批量成產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種加工周期短，成本低，可提升加工效率和加工質(zhì)量的斜端面圓柱表面車(chē)加工方法。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了利用普通數(shù)控車(chē)床代替五坐標(biāo)數(shù)控加工中心完成斜端面圓柱表面的車(chē)加工。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法，包括如下步驟：步驟一：通過(guò)夾具將零件固定在工作臺(tái)上，保證裝夾后零件的內(nèi)、外圓表面與工作臺(tái)表面垂直，同時(shí)保證裝夾后，零件、夾具及工作臺(tái)的中心軸線在一條直線上；步驟二：設(shè)定車(chē)床編程坐標(biāo)系，設(shè)定X軸零點(diǎn)為零件圓心，Z軸零點(diǎn)為零件的最低點(diǎn)或最高點(diǎn)；步驟三：采用固定螺距圓柱螺紋編程方式通過(guò)分段計(jì)算擬合進(jìn)行傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工，通過(guò)將一圈圓周進(jìn)行均勻分度，并將每個(gè)分度點(diǎn)位置投影到零件的斜端面上，得到每個(gè)角度在斜面上的Z軸坐標(biāo)值，將兩個(gè)連續(xù)角度的Z軸坐標(biāo)值相減，得到兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的高度差；利用固定螺距圓柱螺紋編程格式：G33Z(坐標(biāo))K(螺距)，得出固定螺距圓柱螺紋編程公式，所述的固定螺距圓柱螺紋編程公式如下式：G33Z＝HIGH2+R3-JIDAO*R1-JIDAO/360*R2K＝R8；式中，HIGH2為零件上端面最低點(diǎn)的高度值；R3為任意角度的高度值；JIDAO*R1為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，JIDAO為圓周螺紋螺距K1，R1為螺紋的圈數(shù)；JIDAO/360*R2為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，R2為R3對(duì)應(yīng)的角度；R8為對(duì)應(yīng)角度的螺距值；步驟四：根據(jù)步驟三中得出的固定螺距圓柱螺紋編程公式，實(shí)現(xiàn)每一段位置的螺紋段加工，再通過(guò)循環(huán)編程功能，將整個(gè)圓周所有螺紋段依次連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工；步驟五：將加工表面的高度值除以每?jī)扇χg的螺距值，得到需要加工的螺紋圈數(shù)，通過(guò)在上述單圈螺紋加工循環(huán)的外面再增加若干個(gè)循環(huán)，完成零件整個(gè)圓周外表面的車(chē)加工，所述循環(huán)的個(gè)數(shù)與需要加工的螺紋圈數(shù)相同；步驟六：采用復(fù)式螺紋起始點(diǎn)偏移指令來(lái)消除理論編程螺紋起始角度與零件在車(chē)床上實(shí)際位置的角度差，實(shí)現(xiàn)零件的角向確定；在零件裝夾后，將零件最高點(diǎn)位置相對(duì)車(chē)床默認(rèn)螺紋零度之間的角度差找出，輸入到程序中；步驟七：零件的外圓直徑和加工余量的調(diào)整通過(guò)設(shè)定螺紋不同半徑的方式進(jìn)行；步驟八：加工完成螺紋圈數(shù)后，快速退刀。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果：本專(zhuān)利技術(shù)解決了現(xiàn)有斜端面圓柱表面必須采用五坐標(biāo)數(shù)控加工中心進(jìn)行車(chē)加工的難題，實(shí)現(xiàn)了斜端面圓柱內(nèi)外表面單工序車(chē)加工完成，加工效率高，成本低，周期短，質(zhì)量高。經(jīng)實(shí)踐證明：本專(zhuān)利技術(shù)在提升質(zhì)量的同時(shí)，極大的降低了該類(lèi)零件的加工成本，縮短了加工周期，具有較高的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的加工方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2為將一圈圓周進(jìn)行均勻分度，并將每個(gè)分度點(diǎn)位置投影到零件的斜端面上的示意圖；圖中：1-工作臺(tái)，2-夾具，3-零件；HIGH1為零件上端面最高點(diǎn)的高度值，HIGH2為零件上端面最低點(diǎn)的高度值，Φ為零件的外圓直徑。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法，包括如下步驟：步驟一：通過(guò)夾具2將零件3固定在工作臺(tái)1上，保證裝夾后零件3的內(nèi)、外圓表面與工作臺(tái)1表面垂直，同時(shí)保證裝夾后，零件3、夾具2及工作臺(tái)1的中心軸線在一條直線上，所述夾具2的上端面采用傾斜結(jié)構(gòu)，其傾斜角度與零件3下端面的傾斜角度相同，如圖1所示。步驟二：設(shè)定車(chē)床編程坐標(biāo)系，設(shè)定X軸零點(diǎn)為零件圓心，Z軸零點(diǎn)為零件的最低點(diǎn)或最高點(diǎn)，坐標(biāo)零點(diǎn)為G54，如圖1所示。步驟三：采用固定螺距圓柱螺紋編程方式通過(guò)分段計(jì)算擬合進(jìn)行傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工，通過(guò)將一圈圓周進(jìn)行均勻分度，并將每個(gè)分度點(diǎn)位置投影到零件的斜端面上，如圖2所示，得到每個(gè)角度在斜面上的Z軸坐標(biāo)值，將兩個(gè)連續(xù)角度的Z軸坐標(biāo)值相減，得到兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的高度差；利用固定螺距圓柱螺紋編程格式：G33Z(坐標(biāo))K(螺距)，得出固定螺距圓柱螺紋編程公式，所述的固定螺距圓柱螺紋編程公式如下式：G33Z＝HIGH2+R3-JIDAO*R1-JIDAO/360*R2K＝R8；式中，HIGH2為零件上端面最低點(diǎn)的高度值；R3為任意角度的高度值；JIDAO*R1為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，JIDAO為圓周螺紋螺距K1，R1為螺紋的圈數(shù)；JIDAO/360*R2為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，R2為R3對(duì)應(yīng)的角度；R8為對(duì)應(yīng)角度的螺距值。所述的固定螺距圓柱螺紋編程公式的確定方法，如下：由圖2可以得出：L＝COSβ*DIAM/2+DIAM/2(1)式中，L為任意角度相對(duì)于零件上端面最低點(diǎn)的水平距離；β為任意角度；DIAM為零件的直徑；假設(shè)零件的傾斜角為2.5°，則有tan2.5°＝Z/L＝HIGH/DIAM，由此得出公式(2)：Z/L＝HIGH/DIAM(2)式中，Z為任意角度相對(duì)于零件上端面最低點(diǎn)的高度值；HIGH為零件端面的高度差；由公式(2)可得：Z＝HIGH/DIAM*L(3)將公式(1)帶入公式(3)，可得任意角度的高度值公式(4)：Z＝(COSβ*DIAM/2+DIAM/2)*HIGH/DIAM(4)如圖2所示，β正好對(duì)應(yīng)角度5位置的高度值，設(shè)為變量R3：R3＝(COSβ*DIAM/2+DIAM/2)*HIGH/DIAM(5)假設(shè)以6°為單位進(jìn)行圓周分度，得到下一個(gè)角度4位置的高度值，設(shè)為變量R4：R4＝〔COS(β-6)*DIAM/2+DIAM/2)*HIGH/DIAM(6)將這兩個(gè)角度的高度值相減，得到任意相鄰兩個(gè)角度之間的高度差，將這個(gè)高度差乘以圓周均分?jǐn)?shù)量R6，得到變量R5，R5將作為螺距的一部分，由于螺距值為正值，所以對(duì)兩個(gè)角度之間的高度差取絕對(duì)值；R5＝|R3-R4|×R6(7)在固定螺距圓柱螺紋編程方式的車(chē)加工中，連續(xù)兩圈之間還存在一個(gè)固定螺距值，設(shè)為K1，在實(shí)際加工中，這個(gè)值需要根據(jù)相關(guān)工藝要求設(shè)定，一般在0.05～0.3mm之間選取，將這個(gè)固定螺距值按照與前面所述的相同的分度方式，分解到每個(gè)角度的坐標(biāo)值上，得出任意角度R2處的固定螺距值R7：R7＝K1/360*R2(8)將R7與R5相加，得到任意角度處的螺距值大小R8：R8＝R5+R7＝|R3-R4|×R6+K1/360*R2(9)設(shè)零件上端面最低點(diǎn)的高度值為HIGH2，車(chē)加工的圈數(shù)為R1，可以得出整個(gè)表面加工過(guò)程中任意一圈、任意角度上的Z軸高度值：Z＝HIGH2+R3-JIDAO*R1-JIDAO/360*R2(10)將螺距值和高度值帶入固定螺距圓柱螺紋編程方式的加工公式，得出：G33Z＝HIGH2+R3-JIDAO*R1-JIDAO/360*R2K＝R8(11)。步驟四：根據(jù)步驟三中得出的固定螺距圓柱螺紋編程公式，實(shí)現(xiàn)每一段位置的螺紋段加工，再本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：通過(guò)夾具將零件固定在工作臺(tái)上，保證裝夾后零件的內(nèi)、外圓表面與工作臺(tái)表面垂直，同時(shí)保證裝夾后，零件、夾具及工作臺(tái)的中心軸線在一條直線上；步驟二：設(shè)定車(chē)床編程坐標(biāo)系，設(shè)定X軸零點(diǎn)為零件圓心，Z軸零點(diǎn)為零件的最低點(diǎn)或最高點(diǎn)；步驟三：采用固定螺距圓柱螺紋編程方式通過(guò)分段計(jì)算擬合進(jìn)行傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工，通過(guò)將一圈圓周進(jìn)行均勻分度，并將每個(gè)分度點(diǎn)位置投影到零件的斜端面上，得到每個(gè)角度在斜面上的Z軸坐標(biāo)值，將兩個(gè)連續(xù)角度的Z軸坐標(biāo)值相減，得到兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的高度差；利用固定螺距圓柱螺紋編程格式：G33?Z(坐標(biāo))K(螺距)，得出固定螺距圓柱螺紋編程公式，所述的固定螺距圓柱螺紋編程公式如下式：G33?Z＝HIGH2+R3?JIDAO*R1?JIDAO/360*R2?K＝R8；式中，HIGH2為零件上端面最低點(diǎn)的高度值；R3為任意角度的高度值；JIDAO*R1為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，JIDAO為圓周螺紋螺距K1，R1為螺紋的圈數(shù)；JIDAO/360*R2為對(duì)應(yīng)角度連續(xù)螺紋螺距的分量值，R2為R3對(duì)應(yīng)的角度；R8為對(duì)應(yīng)角度的螺距值；步驟四：根據(jù)步驟三中得出的固定螺距圓柱螺紋編程公式，實(shí)現(xiàn)每一段位置的螺紋段加工，再通過(guò)循環(huán)編程功能，將整個(gè)圓周所有螺紋段依次連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工；步驟五：將加工表面的高度值除以每?jī)扇χg的螺距值，得到需要加工的螺紋圈數(shù)，通過(guò)在上述單圈螺紋加工循環(huán)的外面再增加若干個(gè)循環(huán)，完成零件整個(gè)圓周外表面的車(chē)加工，所述循環(huán)的個(gè)數(shù)與需要加工的螺紋圈數(shù)相同；步驟六：采用復(fù)式螺紋起始點(diǎn)偏移指令來(lái)消除理論編程螺紋起始角度與零件在車(chē)床上實(shí)際位置的角度差，實(shí)現(xiàn)零件的角向確定；在零件裝夾后，將零件最高點(diǎn)位置相對(duì)車(chē)床默認(rèn)螺紋零度之間的角度差找出，輸入到程序中；步驟七：零件的外圓直徑和加工余量的調(diào)整通過(guò)設(shè)定螺紋不同半徑的方式進(jìn)行；步驟八：加工完成螺紋圈數(shù)后，快速退刀。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種斜端面圓柱表面車(chē)加工方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：通過(guò)夾具將零件固定在工作臺(tái)上，保證裝夾后零件的內(nèi)、外圓表面與工作臺(tái)表面垂直，同時(shí)保證裝夾后，零件、夾具及工作臺(tái)的中心軸線在一條直線上；步驟二：設(shè)定車(chē)床編程坐標(biāo)系，設(shè)定X軸零點(diǎn)為零件圓心，Z軸零點(diǎn)為零件的最低點(diǎn)或最高點(diǎn)；步驟三：采用固定螺距圓柱螺紋編程方式通過(guò)分段計(jì)算擬合進(jìn)行傾斜表面形狀軌跡的整圈螺紋加工，通過(guò)將一圈圓周進(jìn)行均勻分度，并將每個(gè)分度點(diǎn)位置投影到零件的斜端面上，得到每個(gè)角度在斜面上的Z軸坐標(biāo)值，將兩個(gè)連續(xù)角度的Z軸坐標(biāo)值相減，得到兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的高度差；利用固定螺距圓柱螺紋編程格式：G33Z(坐標(biāo))K(螺距)，得出固定螺距圓柱螺紋編程公式，所述的固定螺距圓柱螺紋編程公式如下式：G33Z＝HIGH2+R3-JIDAO*R1-JIDAO/360*R2K＝R8；式中，HIGH2為零件上端面最低點(diǎn)的高度值；R3為任意角度的高度值；JIDAO*R1為對(duì)應(yīng)角度連...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周代忠，孫玉民，俸躍偉，燕凱，徐金梅，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧,21