大型難切削零件的精加工方法
2023-05-09 20:06:01
專利名稱：大型難切削零件的精加工方法
技術領域：
本發明涉及數控加工領域，尤其涉及一種大型難切削零件的精加工方法。
背景技術：
隨著型號產品技術要求不斷提高，一些難切削材料得到越來越廣泛的應用，零件 的加工精度要求也越來越高，目前，這些零件的機械加工主要是依靠數控加工完成。然而， 在大型難切削材料工件的加工工程中，由於工件的加工時間長，過程難以控制，容易產生因 刀具不斷磨損而造成工件形狀和尺寸誤差。通過實驗發現，在加工刀具報廢前，刀具因為磨 損形成的誤差會使得零件的理論加工值與實際加工值的誤差在0. 05mm以上，因此，需要解 決加工過程中由刀具磨損而引起的加工誤差。當前採用的方法是不斷提高刀具質量，然而， 這樣會使得加工成本過高。因此，亟待提供一種改進的大型難切削零件的精加工方法以克 服上述缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種大型難切削零件的精加工方法，該方法採 用刀具磨損自適應補償，有效降低了由於刀具磨損而產生的零件誤差，提高了零件加工精 度和生產效率。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大型難切削零件的精加工方法，其包 括以下步驟(1)生成零件輪廓精加工軌跡；(2)根據所述零件輪廓精加工軌跡，選取一把加工刀具對零件輪廓進行精加工；(3)測量精加工後的零件輪廓以獲得與零件輪廓理論值比較的加工誤差；(4)根據所述加工誤差生成新的零件加工軌跡，所述新的零件加工軌跡與所述精 加工後的零件輪廓相對於零件理論輪廓呈鏡像關係；以及(5)採用另一把相同的加工刀具，根據新的零件加工軌跡，採用與第一次精加工相 同的加工參數對前一次加工後的零件進行精加工。與現有技術相比，本發明先採用一把加工刀具，根據當前的零件精加工軌跡對待 加工零件進行精加工，然後利用測頭對精加工後的輪廓進行檢測，檢測每程序軌跡段的交 點並將實際輪廓點與理論點的誤差順序存儲在刀具磨損補償地址位中，根據新的零件加工 軌跡，採用另一把刀具進行精加工。所述新的零件加工軌跡根據前一次精加工後的零件輪 廓的誤差值生成，其與所述加工後的零件輪廓相對於目標零件輪廓呈鏡像關係。也就是說， 在前一次加工後，通過檢測零件輪廓，分析刀具磨損對零件的精度影響規律，然後生成新的 零件加工軌跡以對刀具的半徑進行補償，從而減小因刀具磨損而帶來的加工誤差。該方法 可以全部在線完成，不需要人工幹預，提高了生產效率，保證了產品質量。本發明優選的技術方案是所述步驟C3)具體包括a)確定測量點和測量起點，所 述測量點為所述零件理論輪廓上的點，所述測量起點為所述零件理論輪廓法向線上的點；b)確定測量終點並獲取測量終點的坐標，所述測量終點為所述測量點與所述測量起點的連 線與所述精加工後的零件輪廓的交點；和c)根據所述測量點和所述測量終點的坐標計算
加工誤差。通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明 的實施例。
圖1為本發明大型難切削零件的精加工方法的一個實施例的流程示意圖。圖2為圖1所示大型難切削零件的精加工方法的步驟S103的示意圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如 上所述，本發明提供了一種加工過程中刀具磨損自適應補償方法，採用刀具磨損自適應補 償，有效降低了由於刀具磨損而產生的零件誤差，提高了零件加工精度和生產效率。下面將結合附圖詳細闡述本發明實施例的技術方案。如圖1所示，本實施例的加 工過程中刀具磨損自適應補償方法包括以下步驟步驟SlOl 生成零件輪廓精加工軌跡。具體的，所述零件輪廓精加工軌跡可 以由手工編制，也可由 PRO-E(Parametric TechnologyCorporation-Engineer)或其它 CAD (Computer Aided Design，計算機輔助設計)/CAM (Computer Aided Manufacturing，計 算機輔助製造)軟體生成，該過程為本領域技術人員熟知，在此省略詳細描述。步驟S102 根據所述零件輪廓精加工軌跡，選取一把加工刀具對零件進行精加 工。步驟S103 測量精加工後的零件輪廓以獲得與零件輪廓理論值比較的誤差值。如 圖2所示，該步驟具體包括a)確定測量點D2和測量起點DO。具體的，所述測量點D2為所述零件理論輪廓上 的點，測量起點DO為所述零件理論輪廓法向(垂直)線上的點。優選地，所述測量點D2為 所述零件理論輪廓各線段之間的交點。b)確定測量終點Dl並獲取測量終點Dl的坐標，所述測量終點Dl為所述測量點 D2與所述測量起點DO的連線與所述精加工後的零件輪廓的交點。c)根據所述測量點D2和所述測量終點Dl的坐標計算加工誤差。具體的，該步驟C3)可以採用設備配備的測頭等來實現。該測頭是利用工具機數控 系統的中斷命令來實現測量，由系統宏程式語言讀取起點DO坐標點0(X0，YyO)，然後用中 斷命令運動到理論測量點D2(0(X1，Yyl)，與精加工後的零件輪廓碰撞產生外部中斷信號， 然後讀取當時坐標值，與理論坐標值，即測量點D2的坐標值計算得出加工誤差Δ，並將加 工誤差存儲在工具機的刀具補償地址位中。步驟S104 根據所述加工誤差生成新的零件加工軌跡，所述新的零件加工軌跡與 所述精加工後的零件輪廓相對於零件理論輪廓呈鏡像關係，以消除精加工刀具在加工過程 中逐漸磨損產生的誤差。具體的，利用半徑補償的方法進行精加工，根據調用檢測後所存儲 的精加工誤差修改精加工半徑補償值來調整加工軌跡，生成新的零件加工軌跡。
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步驟S105 採用另一把相同的加工刀具，根據新的零件加工軌跡，採用與第一次 精加工相同的加工參數(切削速度和主軸速度)對前一次加工後的零件進行精加工。需要說明的是，本實施例優選採用配備FANUC18-MC以上或SIMENS810以上的數控 系統的工具機實現本發明，其可以在圓弧插補的命令下進行半徑補償修改。實驗證明，同一種刀具、相同的加工參數下的加工誤差變化曲線值非常接近。因 此，本發明採用了兩把相同的刀具對零件進行兩次精加工，通過檢測此一次精加工過程中 刀具的磨損對零件尺寸精度的誤差變化情況並將誤差在後一次精加工程序中調用用於修 改每一交點刀具半徑補償，生成新的零件加工軌跡，然後以新的零件加工軌跡對零件進行 再次加工，由於採用了新的零件加工軌跡，從而解決了因精加工中刀具磨損產生的誤差，適 用於大型難切削零件的精密加工。由於前述誤差補償值均可以通過程序控制工具機自動獲取 並自適應調整精加工誤差，自動化程度高，表面質量好、尺寸精度高，生產效率高。
權利要求
1.一種大型難切削零件的精加工方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)生成零件輪廓精加工軌跡；(2)根據所述零件輪廓精加工軌跡，選取一把加工刀具對零件輪廓進行精加工；(3)測量精加工後的零件輪廓以獲得與零件輪廓理論值比較的加工誤差；(4)根據所述加工誤差生成新的零件加工軌跡，所述新的零件加工軌跡與所述精加工 後的零件輪廓相對於零件理論輪廓呈鏡像關係；以及(5)採用另一把相同的加工刀具，根據新的零件加工軌跡，採用與第一次精加工相同的 加工參數對前一次加工後的零件進行精加工。
2.根據權利要求1所述的大型難切削零件的精加工方法，其特徵在於，所述步驟(3)具 體包括a)確定測量點和測量起點，所述測量點為所述零件理論輪廓上的點，所述測量起點為 所述零件理論輪廓法向線上的點；b)確定測量終點並獲取測量終點的坐標，所述測量終點為所述測量點與所述測量起點 的連線與所述精加工後的零件輪廓的交點；和c)根據所述測量點和所述測量終點的坐標計算加工誤差。
3.根據權利要求2所述的大型難切削零件的精加工方法，其特徵在於，步驟(3)中，所 述測量點為所述零件理論輪廓各線段之間的交點。
4.根據權利要求1或2或3所述的大型難切削零件的精加工方法，其特徵在於，所述零 件精加工軌跡和所述新的零件加工軌跡由計算機輔助設計與計算機輔助製造軟體生成。
全文摘要
本發明公開了一種大型難切削零件的精加工方法，其包括以下步驟(1)生成零件輪廓精加工軌跡；(2)根據所述零件輪廓精加工軌跡，選取一把加工刀具對零件輪廓進行精加工；(3)測量精加工後的零件輪廓以獲得與零件輪廓理論值比較的加工誤差；(4)根據所述加工誤差生成新的零件加工軌跡，所述新的零件加工軌跡與所述精加工後的零件輪廓相對於零件理論輪廓呈鏡像關係；以及(5)採用另一把相同的加工刀具，根據新的零件加工軌跡，採用與第一次精加工相同的加工參數對第一次精加工後的零件進行精加工。該方法採用刀具磨損自適應補償，有效降低了由於刀具磨損而產生的零件誤差，提高了零件加工精度和生產效率。
文檔編號B23Q15/12GK102059583SQ201010538878
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者熊大成, 王國營, 王曉兵, 趙凱 申請人:國營險峰機器廠