專利名稱：大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械切削加工技術(shù)，特別涉及一種大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，內(nèi)表面具有矩形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的大型薄壁回轉(zhuǎn)體零件，直徑為1500～3000mm，高度為400～800mm，壁厚為5～10mm，在工件的內(nèi)圓表面均勻地分布著需要進(jìn)行切削加工的網(wǎng)格狀凹型表面，因此“薄壁柱面網(wǎng)格”的加工難度很大，特別是那些不完整網(wǎng)格凹面的加工更是困難。目前，通常采用普通銑床銑削加工方法，這種加工方法不但生產(chǎn)效率低，而且對(duì)尺寸精度和形狀位置精度要求較高時(shí)，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量，成品率較低，即使采用數(shù)控加工技術(shù)，由于零件的剛性和強(qiáng)度較低，銑削加工時(shí)容易產(chǎn)生加工變形，因此達(dá)不到加工精度和物理機(jī)械特性的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)內(nèi)表面具有矩形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)大型薄壁零件機(jī)械加工存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種加工工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，能保證加工精度的高速車銑自動(dòng)加工工藝方法。
本發(fā)明是根據(jù)圓分度累積誤差為零的原理，在高架式五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床，采用加工零件低速回轉(zhuǎn)和高速旋轉(zhuǎn)銑刀快速進(jìn)給的正交車銑加工方法，完成薄壁表面網(wǎng)格的加工，保證其尺寸、形狀和位置精度的技術(shù)要求，大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法，其加工工藝步驟是(1)加工零件的基準(zhǔn)面、內(nèi)孔和外圓；(2)成型加工柱面網(wǎng)格，采用超高速涂層指狀銑刀，刀具快進(jìn)速度為30～55m/min，刀具轉(zhuǎn)速為10000～20000r/min，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為1.5～10r/min，最佳轉(zhuǎn)速為2.5～6r/min，采用高壓風(fēng)冷卻，其風(fēng)壓為4～8Mpa，在室溫下，零件隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具按照加工程序快進(jìn)、切削柱面網(wǎng)格凹槽和快退運(yùn)動(dòng)，反復(fù)連續(xù)不斷地進(jìn)行加工，直至全部完成柱面網(wǎng)格凹槽的成型加工；(3)加工零件徑向孔，刀具轉(zhuǎn)速為10000～16000r/min，進(jìn)給量為2～3mm/s；(4)精加工柱面網(wǎng)格，采用超高速涂層指狀銑刀，刀具快進(jìn)速度為30～55m/min，刀具轉(zhuǎn)速為10000～20000r/min，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為1.5～10r/min，最佳轉(zhuǎn)速為2.5～6r/min，采用高壓風(fēng)冷卻，其風(fēng)壓為4～8Mpa，在室溫下，加工零件隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作往復(fù)分度運(yùn)動(dòng)，結(jié)合刀具直線快速運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成柱面網(wǎng)格凹槽的精加工，目的是對(duì)網(wǎng)格周邊進(jìn)行修整，達(dá)到加工精度的技術(shù)要求；本發(fā)明加工方法的計(jì)算機(jī)程序的流程是(1)準(zhǔn)備開(kāi)始；(2)輸入加工零件的技術(shù)參數(shù)，例如網(wǎng)格圓周和徑向網(wǎng)格數(shù)量，徑向孔數(shù)量，孔徑和位置尺寸等；(3)刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置，如刀具切入和切出的坐標(biāo)位置；(4)加工過(guò)程結(jié)束否？若結(jié)束，則進(jìn)入(5)，否則記錄刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置進(jìn)入(3)；(5)生成刀具軌跡文件；(6)輸入刀具軌跡文件，進(jìn)行仿真加工；(7)刀具軌跡文件修改否？若修改刀具軌跡文件，則進(jìn)入(5)，否則結(jié)束。
本發(fā)明具有加工工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，能滿足大型薄壁柱面網(wǎng)格高速車銑加工的技術(shù)要求。


圖1是本發(fā)明加工零件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明加工計(jì)算機(jī)程序的流程圖；圖3是本發(fā)明成型加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；圖4是本發(fā)明精加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明柱面網(wǎng)格高速車銑加工的工藝方法。例如加工，一種直徑1500mm，壁厚6mm，高度450mm的回轉(zhuǎn)體薄壁零件。如圖1所示，內(nèi)表面具有柱面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。使用高架式五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床，第一步首先加工零件的基準(zhǔn)面、外圓和內(nèi)孔；第二步成型加工柱面網(wǎng)格，采用φ20mm TiN涂層四齒指狀銑刀，刀具快進(jìn)速度為45m/min，刀具轉(zhuǎn)速為12000r/min，切削進(jìn)給速度為2.5mm/s。采用高速風(fēng)冷卻，其風(fēng)壓為5～6Mpa，在室溫下，刀具按照加工程序連續(xù)不斷的加工柱面網(wǎng)格。刀具運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示，1.刀具原始位置；2.刀具快速切入到加工位置；3.零件回轉(zhuǎn)到中間位置；4.一個(gè)加工網(wǎng)格加工結(jié)束位置；5.刀具快速退回位置；6.刀具快速切入到下一個(gè)加工位置；7.刀具加工到下一個(gè)中間位置，如此重復(fù)循環(huán)直到零件隨工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)一周，然后刀具沿零件軸線方向移動(dòng)到下一行網(wǎng)格，開(kāi)始下一周網(wǎng)格的車銑加工，直到柱面網(wǎng)格全部加工完成。第三步加工零件徑向孔，采用鏜銑加工方法，刀具轉(zhuǎn)速為12000r/min，進(jìn)給量為2.5mm/s；第四步精加工柱面網(wǎng)格，加工零件隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作往復(fù)分度運(yùn)動(dòng)，結(jié)合刀具直線快速運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成柱面網(wǎng)格凹槽的精加工，目的是對(duì)網(wǎng)格周邊進(jìn)行修整，達(dá)到加工精度的技術(shù)要求，其加工工藝條件和技術(shù)參數(shù)與成型加工柱面網(wǎng)格相同。刀具運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示，1為刀具快速切入位置，刀具從1-2、3-4為工件作回轉(zhuǎn)分度運(yùn)動(dòng)位置，刀具從2-3、4-1為工件停止回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)位置，同時(shí)刀具作快速切入和切出運(yùn)動(dòng)。刀具5為下一個(gè)網(wǎng)格加工位置。對(duì)于不完整網(wǎng)格的加工，在工件回轉(zhuǎn)分度的同時(shí)，刀具還需要在軸向方向作直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，完成刀具從7-8的加工過(guò)程。按照加工程序，完成刀具8-9-10-5-11的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，再開(kāi)始下一個(gè)網(wǎng)格的車銑加工，直到完成全部柱面網(wǎng)格的加工。如圖2所示，該加工方法的計(jì)算機(jī)程序的流程是(1)準(zhǔn)備開(kāi)始；(2)輸入加工零件的技術(shù)參數(shù)，例如網(wǎng)格圓周和徑向網(wǎng)格數(shù)量，徑向孔數(shù)量，孔徑和位置尺寸等；(3)刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置，如刀具切入和切出的坐標(biāo)位置；(4)加工過(guò)程結(jié)束否？若結(jié)束，則進(jìn)入(5)，否則記錄刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置進(jìn)入(3)；(5)生成刀具軌跡文件；(6)輸入刀具軌跡文件，進(jìn)行仿真加工；(7)刀具軌跡文件修改否？若修改刀具軌跡文件，則進(jìn)入(5)，否則結(jié)束。
權(quán)利要求
1.大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法，其特征是，該方法的工藝步驟為(1)加工零件的基準(zhǔn)面、內(nèi)孔和外圓；(2)成型加工柱面網(wǎng)格，采用超高速涂層指狀銑刀，刀具快進(jìn)速度為30～55m/min，刀具轉(zhuǎn)速為10000～20000r/min，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為1.5～10r/min，采用高壓風(fēng)冷卻，其風(fēng)壓為4～8Mpa，在室溫下，零件隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具按照加工程序快進(jìn)、切削柱面網(wǎng)格凹槽和快退運(yùn)動(dòng)，反復(fù)連續(xù)不斷的進(jìn)行加工，直至全部完成柱面網(wǎng)格凹槽的成型加工；(3)加工零件徑向孔，刀具轉(zhuǎn)速為10000～16000r/min，進(jìn)給量為2～3mm/s；(4)精加工柱面網(wǎng)格，采用超高速涂層指狀銑刀，刀具快進(jìn)速度為30～55m/min，刀具轉(zhuǎn)速為10000～20000r/min，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為1.5～10r/min，采用高壓風(fēng)冷卻，其風(fēng)壓為4～8Mpa，在室溫下，加工零件隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作往復(fù)分度運(yùn)動(dòng)，結(jié)合刀具直線快速運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成柱面網(wǎng)格凹槽的精加工，目的是對(duì)網(wǎng)格周邊進(jìn)行修整，達(dá)到加工精度的技術(shù)要求。
2.如權(quán)利要求1所述的大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法，其特征是，該加工方法的計(jì)算機(jī)程序流程為(1)準(zhǔn)備開(kāi)始；(2)輸入加工零件的技術(shù)參數(shù)，例如網(wǎng)格圓周和徑向網(wǎng)格數(shù)量，徑向孔數(shù)量，孔徑和位置尺寸等；(3)刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置，例如刀具切入和切出的坐標(biāo)位置；(4)加工過(guò)程結(jié)束否？若結(jié)束，則進(jìn)入(5)，否則記錄刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置則進(jìn)入(3)；(5)生成刀具軌跡文件；(6)輸入刀具軌跡文件，進(jìn)行仿真加工；(7)刀具軌跡文件修改否？若修改刀具軌跡文件，則進(jìn)入(5)，否則結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1所述的大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法，其特征是，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的最佳轉(zhuǎn)速為2.5～6r/min。
全文摘要
大型薄壁柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法，其加工步驟是(1)加工零件的基準(zhǔn)面、內(nèi)孔和外圓；(2)成型加工柱面網(wǎng)格；(3)加工零件徑向孔；(4)精加工柱面網(wǎng)格；柱面網(wǎng)格零件高速車銑自動(dòng)加工方法的計(jì)算機(jī)程序的流程是(1)準(zhǔn)備開(kāi)始；(2)輸入加工零件的技術(shù)參數(shù)，例如網(wǎng)格圓周和徑向網(wǎng)格數(shù)量，徑向孔數(shù)量，孔徑和位置尺寸等；(3)刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)位置如刀具切入和切出的坐標(biāo)位置；(4)加工過(guò)程結(jié)束否，(5)生成刀具軌跡文件；(6)輸入刀具軌跡文件，進(jìn)行仿真加工；(7)刀具軌跡文件修改否，若修改則進(jìn)入(5)，否則結(jié)束；本發(fā)明具有加工工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，能滿足大型薄壁柱面網(wǎng)格高速車銑加工的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)B23C3/00GK1562542SQ20041002120
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者賈春德, 王凡, 張志軍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院