CN103286394B - 一种机匣放电铣精度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种机匣放电铣精度控制方法，通过电极自损控制的方法来控制加工精度：1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差Δl计算允许的最小校正周期T；2)其次，在电极夹具上记录初始电极与夹具接触时的轴坐标值；然后进行校正：在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度。本发明能有效地控制加工精度，显著提高工作效率，并获取良好的零件加工表面；降低高端设备的占用时间，节约了刀具费用，降低生产成本。对高效放电铣这一新技术的推广应用起到了积极作用。

Description

一种机匣放电铣精度控制方法

技术领域

本发明涉及科学，特别提供了一种机匣放电铣精度控制方法。

背景技术

随着航空发动机的性能及设计结构在不断改进提高，机匣零件来越多的采用难加工材料，制造难度越来越大，新设备、新技术的应用越来越多

高效放电铣加工技术就是一种与电加工技术相结合的新技术，是难加工材料机匣零件粗加工降低成的有效手段之一。但零件的表面质量受影响因素多，加工情况复杂。往往以牺牲效率，或是进行二次加工，来保证加工精度，严重制约该技术在机匣零件上的应用发展。

人们期望获得一种技术效果更好的机匣放电铣精度控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果更好的机匣放电铣精度控制方法。

本发明提供了一种机匣放电铣精度控制方法，其特征在于：通过电极自损控制的方法来控制加工精度：

1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差Δl按照下述公式计算允许的最小校正周期T并以此作为主动执行校正动作的时间标准：

T＝Δl×n/(L×p)

2)其次，在电极夹具的某个平面或圆周面上记录初始电极与夹具上该面接触时的轴坐标值；

然后进行校正时，在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度；

要求：允许电极长度误差值Δl应小于夹具上加工平面或圆周面所要求的相关最小形位公差或尺寸公差的1/3。

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过控制电极加工深度来控制加工精度：在进行零件加工时，满足下述要求：

机匣零件型腔开槽加工时，采用层铣，加工深度不应大于电极直径的1/3，否则加工面会产生沟壑，影响下一层加工；

在加工岛屿、槽根部半径为R的弧线时，这时要求根据零件的稳定切深，利用相应的拟合电极形状进行编程；当弧线半径R＜电极直径D的1/2时，利用成形法进行加工，要求加工深度应稳定等于R；当弧线半径R＞电极直径D的1/2时，利用稳定的加工深度所形成的电极形状进行加工。

控制电极加工深度，由于电极在加工过程中损失最大的部位在电极顶部，加工中的形状与加工深度影响相关，参见图2；

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过数控编程处理方法来控制加工精度：高效放电铣设备为四轴数控设备，编程采用ug CAM编程软件；在编程时，需要注意一些与四轴数控铣床编程不同的特点，采取相应技巧来提高加工效率和加工精度；

1)编程精度满足要求：由于该设备加工精度不高(0.5～1mm)，主要用于粗加工。加工时，加工精度不应设定过高。可以通过上下条程序间距离大小判断加工精度是否设定合适，上下条程序间距离为对刀距离的1～2倍；这样可以避免因设定精度过低造成加工形状与实际形状严重不符，局部余量过大；设定精度过高，造成频繁短路，加工效率低；

2)步长设置满足要求：具体包括直线刀轨和曲线刀轨两种情况，针对直线刀轨应加密处理，以避免上下条程序间距离大于对刀距离；这样，由于电极自损，加工表面会出现一部分己加工另一部分未加工的现象；曲线刀轨应选择合适的插补精度来控制步长，步长依据曲面类型及尺寸选定，合适的步长才能保证曲面加工后的质量；

3)加工路线中行距设置满足要求：由于电极的自损性，在稳定加工时电极形状类似于R端铣刀；

行距＝电极直径-2×加工深度，利于在保证加工效率前提下得到较好的表面质量；

4)刀轨控制满足要求：加工时采用层铣，上下两层刀轨交错加工利于得到好的加工效果，下层刀轨可以有效地去除上层刀轨遗留的刀楞，提高加工表面质量。利用该种方法，可以增大行距，提高加工效率。

本发明使用下述三类方法或其组合(电极自损控制、边界处理及数控编程技巧)以便有效地控制加工精度，显著提高工作效率，并获取良好的零件加工表面，使高效放电铣加工技术成为机匣零件粗加工的有效手段之一。可以取代原加工中心铣加工方式，降低高端设备的占用时间，节约了刀具费用，降低生产成本。对高效放电铣这一新技术的推广应用起到了积极作用。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为“内腔粗铣+周边精铣”加工方式刀轨示意简图之一；

图2为“内腔粗铣+周边精铣”加工方式刀轨示意简图之二；

图3为“内腔粗铣+周边精铣”加工方式刀轨示意简图之三；

图4为控制电极深度原理示意图之一；

图5为控制电极深度原理示意图之二；

图6为控制电极深度原理示意图之三；

图7为控制电极深度原理示意图之四。

具体实施方式

实施例1

一种机匣放电铣精度控制方法，其特征在于：通过电极自损控制的方法来控制加工精度：

1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差Δl按照下述公式计算允许的最小校正周期T并以此作为主动执行校正动作的时间标准：

T＝Δl×n/(L×p)

2)其次，在电极夹具的某个平面或圆周面上记录初始电极与夹具上该面接触时的轴坐标值；

然后进行校正时，在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度；

要求：允许电极长度误差值Δl应小于夹具上加工平面或圆周面所要求的相关最小形位公差或尺寸公差的1/3。

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过控制电极加工深度来控制加工精度：在进行零件加工时，满足下述要求：

机匣零件型腔开槽加工时，采用层铣，加工深度不应大于电极直径的1/3，否则加工面会产生沟壑，影响下一层加工；

在加工岛屿、槽根部半径为R的弧线时，这时要求根据零件的稳定切深，利用相应的拟合电极形状进行编程；当弧线半径R＜电极直径D的1/2时，利用成形法进行加工，要求加工深度应稳定等于R；当弧线半径R＞电极直径D的1/2时，利用稳定的加工深度所形成的电极形状进行加工。

控制电极加工深度，由于电极在加工过程中损失最大的部位在电极顶部，加工中的形状与加工深度影响相关，参见图5，刀具尖端转角半径为2mm；

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过数控编程处理方法来控制加工精度：高效放电铣设备为四轴数控设备，编程采用ug CAM编程软件；在编程时，需要注意一些与四轴数控铣床编程不同的特点，采取相应技巧来提高加工效率和加工精度；

1)编程精度满足要求：由于该设备加工精度不高(0.5～1mm)，主要用于粗加工。加工时，加工精度不应设定过高。可以通过上下条程序间距离大小判断加工精度是否设定合适，上下条程序间距离为对刀距离的1～2倍；这样可以避免因设定精度过低造成加工形状与实际形状严重不符，局部余量过大；设定精度过高，造成频繁短路，加工效率低；

2)步长设置满足要求：具体包括直线刀轨和曲线刀轨两种情况，针对直线刀轨应加密处理，以避免上下条程序间距离大于对刀距离；这样，由于电极自损，加工表面会出现一部分己加工另一部分未加工的现象；曲线刀轨应选择合适的插补精度来控制步长，步长依据曲面类型及尺寸选定，合适的步长才能保证曲面加工后的质量；

3)加工路线中行距设置满足要求：由于电极的自损性，在稳定加工时电极形状类似于R端铣刀；

行距＝电极直径-2×加工深度，利于在保证加工效率前提下得到较好的表面质量；

4)刀轨控制满足要求：加工时采用层铣，上下两层刀轨交错加工利于得到好的加工效果，下层刀轨可以有效地去除上层刀轨遗留的刀楞，提高加工表面质量。利用该种方法，可以增大行距，提高加工效率。

本实施例使用下述三类方法或其组合(电极自损控制、边界处理及数控编程技巧)以便有效地控制加工精度，显著提高工作效率，并获取良好的零件加工表面，使高效放电铣加工技术成为机匣零件粗加工的有效手段之一。可以取代原加工中心铣加工方式，降低高端设备的占用时间，节约了刀具费用，降低生产成本。对高效放电铣这一新技术的推广应用起到了积极作用。

实施例2

一种机匣放电铣精度控制方法：通过下述的电极自损控制的方法来控制加工精度：

1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差Δl按照下述公式计算允许的最小校正周期T并以此作为主动执行校正动作的时间标准：

T＝Δl×n/(L×p)

2)其次，在电极夹具的某个平面或圆周面上记录初始电极与夹具上该面接触时的轴坐标值；

然后进行校正时，在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度；

要求：允许电极长度误差值Δl应小于夹具上加工平面或圆周面所要求的相关最小形位公差或尺寸公差的1/3。

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过控制电极加工深度来控制加工精度：在进行零件加工时，满足下述要求：

机匣零件型腔开槽加工时，采用层铣，加工深度不应大于电极直径的1/3，否则加工面会产生沟壑，影响下一层加工；

在加工岛屿、槽根部半径为R的弧线时，这时要求根据零件的稳定切深，利用相应的拟合电极形状进行编程；当弧线半径R＜电极直径D的1/2时，利用成形法进行加工，要求加工深度应稳定等于R；当弧线半径R＞电极直径D的1/2时，利用稳定的加工深度所形成的电极形状进行加工。

控制电极加工深度，由于电极在加工过程中损失最大的部位在电极顶部，加工中的形状与加工深度影响相关，参见图6，刀具尖端转角半径为3mm；

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过数控编程处理方法来控制加工精度：高效放电铣设备为四轴数控设备，编程采用ug CAM编程软件；在编程时，需要注意一些与四轴数控铣床编程不同的特点，采取相应技巧来提高加工效率和加工精度；

1)编程精度满足要求：由于该设备加工精度不高(0.5～1mm)，主要用于粗加工。加工时，加工精度不应设定过高。可以通过上下条程序间距离大小判断加工精度是否设定合适，上下条程序间距离为对刀距离的1～2倍；这样可以避免因设定精度过低造成加工形状与实际形状严重不符，局部余量过大；设定精度过高，造成频繁短路，加工效率低；

2)步长设置满足要求：具体包括直线刀轨和曲线刀轨两种情况，针对直线刀轨应加密处理，以避免上下条程序间距离大于对刀距离；这样，由于电极自损，加工表面会出现一部分己加工另一部分未加工的现象；曲线刀轨应选择合适的插补精度来控制步长，步长依据曲面类型及尺寸选定，合适的步长才能保证曲面加工后的质量；

3)加工路线中行距设置满足要求：由于电极的自损性，在稳定加工时电极形状类似于R端铣刀；

行距＝电极直径-2×加工深度，利于在保证加工效率前提下得到较好的表面质量；

4)刀轨控制满足要求：加工时采用层铣，上下两层刀轨交错加工利于得到好的加工效果，下层刀轨可以有效地去除上层刀轨遗留的刀楞，提高加工表面质量。利用该种方法，可以增大行距，提高加工效率。

本实施例使用电极自损控制、边界处理及数控编程技巧这三类方法的组合，以便有效地控制加工精度，显著提高工作效率，并获取良好的零件加工表面，使高效放电铣加工技术成为机匣零件粗加工的有效手段之一。可以取代原加工中心铣加工方式，降低高端设备的占用时间，节约了刀具费用，降低生产成本。对高效放电铣这一新技术的推广应用起到了积极作用。

实施例3

一种机匣放电铣精度控制方法：通过电极自损控制的方法来控制加工精度：

1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差Δl按照下述公式计算允许的最小校正周期T并以此作为主动执行校正动作的时间标准：

T＝Δl×n/(L×p)

2)其次，在电极夹具的某个平面或圆周面上记录初始电极与夹具上该面接触时的轴坐标值；

然后进行校正时，在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度；

要求：允许电极长度误差值Δl应小于夹具上加工平面或圆周面所要求的相关最小形位公差或尺寸公差的1/3。

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过控制电极加工深度来控制加工精度：在进行零件加工时，满足下述要求：

机匣零件型腔开槽加工时，采用层铣，加工深度不应大于电极直径的1/3，否则加工面会产生沟壑，影响下一层加工；

在加工岛屿、槽根部半径为R的弧线时，这时要求根据零件的稳定切深，利用相应的拟合电极形状进行编程；当弧线半径R＜电极直径D的1/2时，利用成形法进行加工，要求加工深度应稳定等于R；当弧线半径R＞电极直径D的1/2时，利用稳定的加工深度所形成的电极形状进行加工。

控制电极加工深度，由于电极在加工过程中损失最大的部位在电极顶部，加工中的形状与加工深度影响相关，参见图7，刀具尖端转角半径为4mm，刀头直径为8mm；

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过数控编程处理方法来控制加工精度：高效放电铣设备为四轴数控设备，编程采用ug CAM编程软件；在编程时，需要注意一些与四轴数控铣床编程不同的特点，采取相应技巧来提高加工效率和加工精度；

1)编程精度满足要求：由于该设备加工精度不高(0.5～1mm)，主要用于粗加工。加工时，加工精度不应设定过高。可以通过上下条程序间距离大小判断加工精度是否设定合适，上下条程序间距离为对刀距离的1～2倍；这样可以避免因设定精度过低造成加工形状与实际形状严重不符，局部余量过大；设定精度过高，造成频繁短路，加工效率低；

2)步长设置满足要求：具体包括直线刀轨和曲线刀轨两种情况，针对直线刀轨应加密处理，以避免上下条程序间距离大于对刀距离；这样，由于电极自损，加工表面会出现一部分己加工另一部分未加工的现象；曲线刀轨应选择合适的插补精度来控制步长，步长依据曲面类型及尺寸选定，合适的步长才能保证曲面加工后的质量；

3)加工路线中行距设置满足要求：由于电极的自损性，在稳定加工时电极形状类似于R端铣刀；

行距＝电极直径-2×加工深度，利于在保证加工效率前提下得到较好的表面质量；

4)刀轨控制满足要求：加工时采用层铣，上下两层刀轨交错加工利于得到好的加工效果，下层刀轨可以有效地去除上层刀轨遗留的刀楞，提高加工表面质量。利用该种方法，可以增大行距，提高加工效率。

Claims (3)

1.一种机匣放电铣精度控制方法，通过电极自损控制的方法来控制加工精度；其特征在于：

1)首先，测定对刀次数n次时间对应的对刀块的损失长度L，并根据对刀频率p及允许电极长度误差△l按照下述公式计算允许的最小校正周期T并以此作为主动执行校正动作的时间标准：

T＝△l*n/(L*p)

2)其次，在电极夹具上记录初始电极与夹具接触时的轴坐标值；

然后进行校正：在步骤2)所选取的夹具同一位置上用同种方法得到轴坐标值，与测得的轴坐标值的初始值进行比较，并据此调整电极长度；

要求：允许电极长度误差值△l应小于夹具所要求的相关最小形位公差或尺寸公差的1/3。

2.按照权利要求1所述机匣放电铣精度控制方法，其特征在于：

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过控制电极加工深度来控制加工精度：在零件加工时，满足下述要求：

采用层铣，加工深度不应大于电极直径的1/3，否则加工面会产生沟壑，影响下一层加工；

在加工岛屿、槽根部半径为R的弧线时，要求根据零件的稳定切深，利用相应的拟合电极形状进行编程；当弧线半径R<电极直径D的1/2时，利用成形法进行加工，要求加工深度等于R；当弧线半径R>电极直径D的1/2时，利用稳定的加工深度所形成的电极形状进行加工。

3.按照权利要求1或2所述机匣放电铣精度控制方法，其特征在于：

所述机匣放电铣精度控制方法中还通过数控编程处理方法来控制加工精度：

1)编程精度满足要求：通过上下条程序间距离大小判断加工精度是否设定合适，上下条程序间距离为对刀距离的1～2倍；

2)步长设置满足要求：具体包括直线刀轨和曲线刀轨两种情况，针对直线刀轨应加密处理，以避免上下条程序间距离大于对刀距离；曲线刀轨应选择合适的插补精度来控制步长，步长依据曲面类型及尺寸选定，合适的步长才能保证曲面加工后的质量；

3)加工路线中行距设置满足要求：行距＝电极直径－2×加工深度；

4)刀轨控制满足要求：加工时采用层铣，上下两层刀轨交错加工。