CN102274991A - 一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法 - Google Patents

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蔺小军
史耀耀
蒋尚
刘相柱
杨阔
王增强
任军学
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Abstract

本发明提出了一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法。首先在机床上装夹待钻孔工件；按照加工要求将机床主轴绕机床坐标系Y轴倾斜，并采用正弦规验证倾斜角度，使机床主轴与待钻孔面垂直；其次在机床主轴上装夹钻头，并控制钻头快速进刀，使钻头钻尖移至孔顶位置，确定孔顶在加工坐标系中坐标(x0，y0，z0)；以(x0，y0，z0)作为第一次钻进起点坐标，按照
Figure DSA00000528955700011
确定一次钻进终点坐标(x1，y1，z1)，其中l为钻头沿钻孔方向一次钻进的移动距离；一次钻进后将钻头回退，而后以上一次钻进的终点坐标作为新一次钻进的起点坐标循环进行，直至孔深达到加工要求。本方法实现在开敞性很差的工作条件下，原本普通数控铣床无法完成的钻孔加工任务，同时所需费用也较五座标加工中心大大降低。

Description

一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体为一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法。
背景技术
整体叶盘、叶轮以及整体喷嘴环等整体构件为提高产品性能提供了保障，但同时也对制造技术提出了挑战。整体构件高效高质量制造最有效的办法是数控加工，由于在加工时要受内、外缘板约束和前后叶片的遮挡，导致加工的开敞性很差，加工约束多，因此要完全完成这些整体结构件的加工必须采用可以使主轴倾斜的机床，否则就会导致有些部位不能加工。目前主轴能倾斜的数控机床仅限于五坐标加工中心，所以这些整体构件的加工必须采用五坐标加工中心设备。但是五坐标加工中心设备购买费用太高，一台需要300万～1000万元人民币，导致设备稀缺、加工费用增高，最终使产品生产成本上升。
为了降低加工成本，在普通数控铣床的基础上改造出了可倾斜主轴的数控铣床，其特点在于可以根据加工要求，在停机状态下将铣床的加工主轴倾斜，实现原本普通数控铣床无法完成的加工任务。这种可倾斜主轴数控铣床较五座标加工中心成本大大降低，但由于主轴倾斜，其中的数控钻孔加工方法与原普通数控铣床的钻孔加工方法不同，需要重新设计新的加工方法。普通数控铣床加工过程与可倾斜主轴数控铣床加工过程的主要区别在于：
(1)在加工坐标系中，普通数控铣床钻孔过程只涉及刀轴方向Z坐标改变，而可倾斜主轴数控铣床钻孔过程涉及到Z、X两个坐标。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有技术中缺乏可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法的问题，本发明提出了一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法。
技术方案
本发明提出的一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法，在倾斜钻孔过程中，将钻孔循环指令分解为多个直线插补指令，即由多个直线指令完成快速进刀、钻孔、快速退刀循环操作，完成整个钻孔过程。
本发明的技术方案为：
所述一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在机床上装夹待钻孔工件；按照加工要求将机床主轴绕机床坐标系Y轴倾斜，并采用正弦规验证倾斜角度，使机床主轴与待钻孔面垂直；
步骤2：在机床主轴上装夹钻头，并通过数控***控制钻头快速进刀，使钻头钻尖移至孔顶位置，确定孔顶在加工坐标系中的坐标(x0，y0，z0)；
步骤3：以(x0，y0，z0)作为第一次钻进的起点坐标，按照
Figure BSA00000528956000021
确定一次钻进的终点坐标(x1，y1，z1)，其中l为钻头沿钻孔方向一次钻进的移动距离；一次钻进后将钻头回退，而后再以上一次钻进的终点坐标作为新一次钻进的起点坐标循环进行步骤3，直至孔深达到加工要求。
有益效果
采用本方法可以实现可倾斜主轴数控铣床的钻孔加工，实现在开敞性很差的工作条件下，原本普通数控铣床无法完成的钻孔加工任务，同时所需费用也较五座标加工中心大大降低。
附图说明
图1：钻孔示意图；
其中1：标准刀具；2、钻头
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
该实施例为对航空发动机机匣进行钻孔加工，由于机匣中固定有整体叶盘的叶片，造成遮挡，使得普通数控机床无法加工，而且加工成本有限，无法采用五坐标加工中心，所以采用可倾斜主轴数控铣床进行钻孔加工。
步骤1：在机床上装夹机匣；并将机床主轴绕机床坐标系Y方向倾斜，并采用正弦规验证倾斜角度，使机床主轴与机匣待钻孔面垂直；确定好机床主轴的倾斜角度后，在机床主轴上装夹标准刀具，走刀使机床主轴中心轴线与待加工孔中心轴线重合，并测量刀具顶点与待钻孔面的距离，即图1中P点与待钻孔面的距离；
步骤2：在机床主轴上换装钻头，钻头顶点与标准刀具顶点重合，通过数控***根据步骤1得到的P点与待钻孔面的距离进刀，使钻头顶点移至孔顶，确定出孔顶在加工坐标系中的坐标(x0，y0，z0)；
步骤3：以(x0，y0，z0)作为第一次钻进的起点坐标，按照
Figure BSA00000528956000031
确定一次钻进的终点坐标(x1，y1，z1)，其中l为钻头沿钻孔方向一次钻进的移动距离；一次钻进后将钻头按原路径回退，而后再以上一次钻进的终点坐标作为新一次钻进的起点坐标循环进行步骤3，即为多个直线插补循环钻孔，直至孔深达到加工要求。

Claims (1)

1.一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在机床上装夹待钻孔工件；按照加工要求将机床主轴绕机床坐标系Y方向倾斜，并采用正弦规验证倾斜角度，使机床主轴与待钻孔面垂直；
步骤2：在机床主轴上装夹钻头，并通过数控***控制钻头快速进刀，使钻头钻尖移至孔顶位置，确定孔顶在加工坐标系中的坐标(x0，y0，z0)；
步骤3：以(x0，y0，z0)作为第一次钻进的起点坐标，按照
Figure FSA00000528955900011
确定一次钻进的终点坐标(x1，y1，z1)，其中l为钻头沿钻孔方向一次钻进的移动距离；一次钻进后将钻头回退，而后再以上一次钻进的终点坐标作为新一次钻进的起点坐标循环进行步骤3，直至孔深达到加工要求。
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