本发明专利技术公开了一种难切削或大型立体型面件侧壁铣削加工误差在线检测自适应加工方法，该方法为对立体型面逐层进行加工后，测量立体型面外形误差，根据检测值自动计算补偿以确定最终精加工轨迹，完成对立体型面精加工。本发明专利技术通过测量加工过程中的零件尺寸，消除因刀具磨损、零件刚性变形、硬度不均匀等因素所带来的加工综合误差，大幅提高了难切削或大型立体型面件的加工精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控铣削加工领域，尤其涉及一种立体型面件侧壁的铣削精加工方 法，特别适用于难切削材料或大型立体型面件侧壁的铣削精加工。
技术介绍
在生产实际中有如图1所示的典型零件，这类零件侧壁由与底面法向呈小角度的 斜面组成，形成立体型面件。这类立体型面件的加工通常是为选用R刀或球头刀进行层切 加工。如果工件零件强度较低或结构上有限制（例如要求倒圆角尺寸），则刀具的R角不能 太大（以用于控制切削力），且Z向层切步距需要很小，因此其加工路径很长。 特别是，如果零件为难切削零件或是大型工件，由于其刀具加工路径长，目前的加 工方法会存在以下问题。第一，会存在明显的零件铣削加工刀具磨损，导致其加工精度差。 零件铣削加工刀具磨损由零件材料性能和尺寸决定，零件材料越硬，零件形状尺寸越大，所 需的切削长度越长。从以往加工经验中可以看出，切削刀具磨损问题在大型零件和难切削 材料加工中尤为突出，其产生原因为在大型零件在加工过程中，刀具会随着切削长度增加 逐渐磨损，该问题完全不能用手工检测调整刀具参数来解决，影响到零件的加工质量。第 二，会存在零件刚性不足导致的让刀，从而导致其加工精度差。部分零件加工时，由于机床 主轴和零件的结构原因导致切削力的变化，造成从装夹点的远程到近端变形不断减小，最 终形成装夹点远程让刀大、近端小的零件形状误差，该误差会因零件高度增加而增加。另 夕卜，零件硬度不均也会产生铣削轮廓误差。对于大型零件，同一块材料在不同的点，材料硬 度数值存在3?5HRc的差值，精加工时，因硬度不同会造成轮廓不同点让刀差异而产生加 工轮廓误差。【
技术实现思路
】 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种立体型面件侧壁的铣削 精加工方法，用于对难切削材料或大尺寸的立体型面件侧壁进行铣削精加工，其通过在加 工中实时获得前一工件精加工的误差或者相同刀具在半精加工中的磨损规律，从而实时对 后一工件或者同类型的精加工刀具进行补偿，从而实现工件的铣削精加工。 按照本专利技术的一个方面，提供一种立体型面件侧壁的铣削精加工方法，其通过前 一个工件的铣削精加工获得该类工件由让刀产生的加工误差并进而对后一个工件进行补 偿，从而克服难切削材料或大尺寸的立体型面件侧壁的加工中由于主轴让刀或工件刚性不 足带来的加工误差，实现对该类零件的精确加工，其特征在于，该方法包括： (1)装夹立体型面工件，并对侧壁进行逐层铣削加工，其中包括最后利用精加工刀 具分层精加工，获得加工后的工件轮廓； (2)对加工后的工件轮廓进行误差检测，即在轮廓高度方向上依次在多个高度处 分别设置检测点，利用测头对所述各检测点进行检测，获得各检测点处由于让刀产生的实 际检测值与理论值的误差，进而获得各检测点的实际轮廓检测误差； (3)换装相同类型的另一个工件，并对其完成精加工前的各种加工工序； (4)对该工件进行精加工，即选用精加工刀具并按照与前一个工件的加工参数一 致的加工方式进行精加工，并在加工到所述各检测点时利用上述实际轮廓检测误差进行刀 具补偿，从而实现对立体型面件侧壁的铣削精加工。 作为本专利技术的改进，各检测点的所述实际轮廓检测误差S'为： 8 r = 8 - 8 0 其中，S为测头测量显示值，6。为检测实际理论值与理论值的误差，S0=r/ cosa-r，r为测头测球半径，a为斜面法向角。 作为本专利技术的改进，所述每个高度处可设置多个不同的检测点，各检测点优选位 于设置在该高度处的侧壁轮廓横截面上的各轮廓线交点附近。 作为本专利技术的改进，所述检测点所在的各高度在型面上沿高度方向等距，以将检 测点在高度上平均分布。 按照本专利技术的另一方面，提供一种立体型面件侧壁的铣削精加工方法，其通过对 工件的铣削半精加工中获得该类工件由由于刀具磨损产生的加工误差并进而在后续的精 加工中采用相同的刀具并进行补偿，从而克服难切削材料或大尺寸的立体型面件侧壁的加 工中由于刀具磨损带来的加工误差，实现对该类零件的精确加工，其特征在于，该方法包 括： (1)用粗加工刀具逐层粗铣加工侧壁型面轮廓，并预留铣加工余量； (2)用半精加工刀具继续加工轮廓，并预留铣加工余量； (3)对半精加工后的工件轮廓进行误差检测，即在轮廓高度方向上依次在多个高 度处分别设置检测点，利用测头对所述各检测点进行检测，获得各检测点处由于刀具磨损 而产生的实际检测值与理论值的误差，进而获得各检测点的实际轮廓检测误差； (4)用另一把与半精加工一致的精加工刀具进行轮廓精加工，且加工参数与半精 加工轮廓一致，并在加工到所述各检测点时利用上述实际轮廓检测误差进行补偿，从而实 现对立体型面件侧壁的铣削精加工。 作为本专利技术的改进，各检测点的所述实际轮廓检测误差S'为： 8 r = 8 - 8〇 其中，S为测头测量显示值，6。为检测实际理论值与理论值的误差，S〇=r/ cosa-r，r为测头测球半径，a为斜面法向角。 作为本专利技术的改进，所述每个高度处可设置多个不同的检测点，各检测点优选位 于设置在该高度处的侧壁轮廓横截面上的各轮廓线交点附近。 作为本专利技术的改进，所述检测点所在的各高度在型面上沿高度方向等距，以将检 测点在高度上平均分布。 作为本专利技术的改进，所述利用上述实际轮廓检测误差进行补偿具体是，加工到检 测点时，修改当前刀具补偿值，该刀具补偿值与该交点的检测误差值相应。 本专利技术针对在加工中主要由主轴让刀或零件刚性不足带来的加工误差的方案中， 其中的步骤（1)中，先装夹，按工艺完成前面工艺步骤，最后工步为用精加工刀具分层精加 工轮廓，轮廓加工选用刀具补偿的加工方法。步骤（2)中，各检测点所在平面相距一定深度 h，该深度阈值可根据实际加工的精度要求进行具体选择和确定。检测点优选是每个轮廓截 面线上两不同子轮廓线的交点的附近点。该方案中，通过前一个工件的加工获知该类工件 的让刀误差，从而以用于后一个工件中对此进行刀具补偿，从而实现此类工件的精确铣削 加工。 本专利技术针对在加工中主要由刀具磨损带来的加工误差的方案中，其中的步骤（1) 用粗加工刀具逐层粗铣加工轮廓，留理论铣加工余量，步骤（2)用半精加工刀具加工轮廓， 留理论铣加工余量。加工参数和精加工的加工参数完全一致；半精加工刀具与精加工刀 具成组使用，加工内容应保证一致，如果加工轨迹的某一段为圆弧，则编程按终点坐标值编 程。步骤（3)用测头检测零件一定深度h的截面轮廓，该深度和检测点的确定与前一份方 案类似，检测方法同前一个方案的步骤（2)，按零件加工轨迹的顺序检测，检测方向在XY坐 标平面上，垂直于零件截面轮廓线，比较工件实际尺寸与半精加工理论尺寸的法向误差量 \，按顺序保存记录，每点的8 :依次存储在连续的地址位址位。步骤（4)用另一把与半 精加工一致的精加工刀具精加工轮廓，加工参数与半精加工轮廓一致，分段补偿加工误差 Si。即加工到检测点时，修改当前刀具补偿值，逐点修改每个加工理论轨迹交点刀具补偿 值，刀具补偿值与该交点的检测误差值相应，即当加工到各检测轮廓层的各检测点时，在检 测各点刀具磨损量的值依次修改为#12020, #12021，#12022等。 本专利技术中，如果零件有局部易变形部位，可在该部位增加检测和补偿当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种立体型面件侧壁的铣削精加工方法，其通过前一个工件的铣削精加工获得该类工件由让刀产生的加工误差并进而对后一个工件进行补偿，从而克服立体型面件侧壁的加工中由于主轴让刀或工件刚性不足带来的加工误差，实现对该类零件的精确加工，其特征在于，该方法包括：(1)装夹立体型面工件，并对侧壁进行逐层铣削加工，其中包括最后利用精加工刀具分层精加工，获得加工后的工件轮廓；(2)对加工后的工件轮廓进行误差检测，即在轮廓高度方向上依次在多个高度处分别设置检测点，利用测头对所述各检测点进行检测，获得各检测点处由于让刀产生的实际检测值与理论值的误差，进而获得各检测点的实际轮廓检测误差；(3)换装相同类型的另一个工件，并对其完成精加工前的各种加工工序；(4)对该工件进行精加工，即选用精加工刀具并按照与前一个工件的加工参数一致的加工方式进行精加工，并在加工到所述各检测点时利用上述实际轮廓检测误差进行刀具补偿，从而实现对立体型面件侧壁的铣削精加工。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓兵，李文龙，赵凯，钟义，
申请(专利权)人：湖北三江航天险峰电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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