梯型槽分層銑削粗加工方法
【專利摘要】梯型槽分層銑削粗加工方法涉及轉向架構架加工領域，該方法是采用飛碟銑刀將梯型槽（2）的銑削分為左側槽型線（3）及右側槽型線（4）兩部分銑削，定義梯型槽（2）的分層銑削變量、槽型線起點Z軸坐標、左側槽型線（3）及右側槽型線（4）的角度值，控制數(shù)控機床沿著Y軸方向實現(xiàn)兩條槽型線的分層粗加工銑削。本發(fā)明的方法是在梯型槽的軸向及徑向同時變化的分層銑削循環(huán)加工工藝，克服了梯型槽現(xiàn)有加工工藝只能通過成形刀整體加工的問題，提高了加工效率，節(jié)約了經濟成本。
【專利說明】梯型槽分層銑削粗加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及轉向架構架加工領域，具體涉及一種梯型槽分層銑削粗加工方法。
【背景技術】
[0002]在轉向架構架結構設計中，轉臂節(jié)點座一般設計成梯型槽形式，傳統(tǒng)工藝是使用成形刀進行梯型槽的粗、精加工，由于轉臂定位座屬于轉向架中的關鍵部位，為保證構架整體焊接后的加工余量，一般梯型槽毛坯件內腔留量都比較大，或直接設計成實心的毛坯件。如圖1至圖3所示，圖1是待加工的轉臂節(jié)點座梯型槽毛坯件結構示意圖，圖2是加工后的轉臂節(jié)點座梯形槽結構示意圖，圖3是轉臂節(jié)點座梯型槽的現(xiàn)有加工方法示意圖，現(xiàn)有的加工工藝采用的刀具是梯型槽成形刀la，其底角為圓角，加工時梯型槽成形刀Ia的底面切削刃及側面切削刃同時參與切削，切削刃與梯形槽2的毛坯面接觸面積大，導致抗力過大，加工時工件震動，只能低轉速小進給量進行切削，不但效率低，刀具也易磨損，還容易因工件振動造成誤差。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決現(xiàn)有加工工藝刀具與工件接觸面積大，導致抗力過大，加工時工件易震動，加工效率低，刀具也易磨損的技術問題，本發(fā)明提供一種采用飛碟銑刀實現(xiàn)梯型槽分層銑削的粗加工方法。
[0004]本發(fā)明解決技術問題所采取的技術方案如下:
[0005]梯型槽分層銑削粗加工方法包括如下步驟:
[0006]步驟一、以待加工梯型槽左側邊緣頂點為坐標原點0，梯型槽寬度方向為X軸，梯型槽長度方向為Y軸，梯型槽深度方向為Z軸，建立空間直角坐標系；定義梯型槽的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括梯型槽左側槽型線角度值G1，梯型槽右側槽型線角度值θ2，槽型線起點Z軸坐標，槽型線終點Z軸坐標，Y軸起點坐標，Y軸終點坐標，Z軸層銑削步長H，銑刀半徑R，加工預留量U，左側X軸層銑削步長L1，右側X軸層銑削步長L2 ；
[0007]其中，上述加工預留量Ltl是根據(jù)加工要求設定的固定值，上述Z軸層銑削步長H是根據(jù)梯型槽的總深度和銑刀規(guī)格計算得到的固定值，上述左側X軸層銑削步長L1是根據(jù)左側槽型線角度值Θ i和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值，上述右側X軸層銑削步長L2是根據(jù)右側槽型線角度值Θ 2和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值；
[0008]步驟二、根據(jù)加工預留量Ltl和左側X軸層銑削步長L1計算得到左側X軸起點坐標，將銑刀起點Z1定位在左側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線的第一層統(tǒng)削；
[0009]步驟三、根據(jù)左側X軸起點坐標、左側X軸層銑削步長L1和Z軸層銑削步長H計算銑刀下一個起點Zn (η > 2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標，判斷此步加工后左側槽型線的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟四；若否，則進入步驟五；[0010]步驟四、將銑刀起點Zn定位在步驟三計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三；
[0011]步驟五、將銑刀返回X軸起點坐標處，完成左側槽型線的銑削粗加工過程；
[0012]步驟六、根據(jù)梯型槽的寬度計算得到右側槽型線的起始X軸坐標，根據(jù)右側槽型線的起始X軸坐標、加工預留量U和右側X軸層統(tǒng)削步長L2計算得到右側X軸起點坐標，將銑刀起點V定位在右側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型線的第一層統(tǒng)削；[0013]步驟七、根據(jù)右側X軸起點坐標、右側X軸層銑削步長L2和Z軸層銑削步長H計算統(tǒng)刀下一個起點Z/ (n ^ 2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標,判斷此步加工后右側槽型線的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟八；若否，則進入步驟九；
[0014]步驟八、將銑刀起點Zn'定位在步驟七計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型線的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟七；
[0015]步驟九、將銑刀返回右側X軸起點坐標處，完成右側槽型線的銑削粗加工過程，進而完成梯型槽分層銑削粗加工方法。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:該方法是在梯型槽的軸向及徑向同時變化的分層銑削循環(huán)加工工藝，克服了梯型槽現(xiàn)有加工工藝只能通過成形刀整體加工的問題，提高加工效率、節(jié)約經濟成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是待加工的轉臂節(jié)點座梯型槽毛坯件結構示意圖。
[0018]圖2是加工后的轉臂節(jié)點座梯形槽結構示意圖。
[0019]圖3是轉臂節(jié)點座梯型槽的現(xiàn)有加工方法示意圖。
[0020]圖4是轉臂節(jié)點座梯型槽的本發(fā)明加工方法示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明加工方法的空間直角坐標系建立示意圖。
[0022]圖6是圖5的正面視圖。圖中的虛線表示預加工的梯形槽的邊緣線。
[0023]圖7是本發(fā)明中左側槽型線的銑削粗加工過程示意圖。
[0024]圖8是本發(fā)明中右側槽型線的銑削粗加工過程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0026]如圖4所示，本發(fā)明的梯型槽分層銑削粗加工方法是采用飛碟銑刀將梯型槽2的銑削分為左側槽型線3及右側槽型線4兩部分銑削，定義梯型槽2的分層銑削變量、槽型線起點Z軸坐標、左側槽型線3及右側槽型線4的角度值，控制數(shù)控機床沿著Y軸方向實現(xiàn)兩條槽型線的分層粗加工銑削。該方法具體包括如下步驟:
[0027]步驟一、如圖5和圖6所示，以待加工的梯型槽2左側邊緣頂點為坐標原點O,梯型槽寬度方向為X軸，梯型槽長度方向為Y軸，梯型槽深度方向為Z軸，建立空間直角坐標系；定義梯型槽的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括梯型槽左側槽型線角度值Θ i，梯型槽右側槽型線角度值Θ 2，槽型線起點Z軸坐標，槽型線終點Z軸坐標，Y軸起點坐標，Y軸終點坐標，Z軸層銑削步長H，銑刀半徑R，加工預留量U，左側X軸層銑削步長L1，右側X軸層銑削步長L2 ；
[0028]其中，上述加工預留量Ltl是根據(jù)加工要求設定的固定值，上述Z軸層銑削步長H是根據(jù)梯型槽的總深度和銑刀規(guī)格計算得到的固定值，上述左側X軸層銑削步長L1是根據(jù)左側槽型線角度值Θ i和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值，上述右側X軸層銑削步長L2是根據(jù)右側槽型線角度值Θ 2和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值；銑刀半徑R大小的選擇和左側X軸層銑削步長L1的數(shù)值需要滿足如下條件:在進行左側槽型線3層銑削過程中，銑刀的刀刃不能碰到圖1所示梯型槽毛坯件中矩形槽的右側邊緣。
[0029]步驟二、如圖7所示，根據(jù)加工預留量Ltl和左側X軸層銑削步長L1計算得到左側X軸起點坐標，將銑刀起點Z1定位在左側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線3的第一層銑削；
[0030]步驟三、根據(jù)左側X軸起點坐標、左側X軸層銑削步長L1和Z軸層銑削步長H計算統(tǒng)刀下一個起點Zn (η > 2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標,判斷此步加工后左側槽型線3的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟四；若否，則進入步驟五；
[0031]步驟四、將銑刀起點Zn定位在步驟三計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線3的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三；
[0032]步驟五、將銑刀返回X軸起點坐標處，完成左側槽型線3的銑削粗加工過程；
[0033]步驟六、如圖8所示，根據(jù)梯型槽的寬度計算得到右側槽型線4的起始X軸坐標，根據(jù)右側槽型線4的起始X軸坐標、加工預留量Ltl和右側X軸層銑削步長L2計算得到右側X軸起點坐標，將銑刀起點Z1 /定位在右側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型線4的第一層銑削；
[0034]步驟七、根據(jù)右側X軸起點坐標、右側X軸層銑削步長L2和Z軸層銑削步長H計算統(tǒng)刀下一個起點Z/ (n ^ 2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標,判斷此步加工后右側槽型線4的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟八；若否，則進入步驟九；
[0035]步驟八、將銑刀起點Zn'定位在步驟七計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型 線4的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟七；
[0036]步驟九、將銑刀返回右側X軸起點坐標處，完成右側槽型線4的銑削粗加工過程，進而完成梯型槽分層銑削的粗加工。
【權利要求】
1.梯型槽分層銑削粗加工方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一、以待加工梯型槽左側邊緣頂點為原點O，梯型槽寬度方向為X軸，梯型槽長度方向為Y軸，梯型槽深度方向為Z軸，建立空間直角坐標系；定義梯型槽的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括梯型槽左側槽型線角度值Θ i，梯型槽右側槽型線角度值θ2，槽型線起點Z軸坐標，槽型線終點Z軸坐標，Y軸起點坐標，Y軸終點坐標，Z軸層銑削步長H，銑刀半徑R，加工預留量U，左側X軸層銑削步長L1，右側X軸層銑削步長L2 ； 其中，上述加工預留量Ltl是根據(jù)加工要求設定的固定值，上述Z軸層銑削步長H是根據(jù)梯型槽的總深度和銑刀規(guī)格計算得到的固定值，上述左側X軸層銑削步長L1是根據(jù)左側槽型線角度值Θ i和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值，上述右側X軸層銑削步長L2是根據(jù)右側槽型線角度值Θ 2和Z軸層銑削步長H計算得到的固定值； 步驟二、根據(jù)加工預留量Ltl和左側X軸層銑削步長L1計算得到左側X軸起點坐標，將銑刀起點Z1定位在左側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線(3)的第一層統(tǒng)削； 步驟三、根據(jù)左側X軸起點坐標、左側X軸層銑削步長L1和Z軸層銑削步長H計算銑刀下一個起點Zn (η≥2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標，判斷此步加工后左側槽型線(3)的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟四；若否，則進入步驟五；步驟四、將銑刀起點Zn定位在步驟三計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)左側槽型線(3)的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三； 步驟五、將銑刀返回X軸起點坐標處，完成左側槽型線(3)的銑削粗加工過程； 步驟六、根據(jù)梯型槽的寬度計算得到右側槽型線(4)的起始X軸坐標，根據(jù)右側槽型線(4)的起始X軸坐標、加工預留量Ltl和右側X軸層銑削步長L2計算得到右側X軸起點坐標，將銑刀起點Z1'定位在右側X軸起點坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型線(4)的第一層纟先削； 步驟七、根據(jù)右側X軸起點坐標、右側X軸層銑削步長L2和Z軸層銑削步長H計算銑刀下一個起點V (η > 2且η為整數(shù))位置的X軸、Z軸坐標，判斷此步加工后右側槽型線(4)的Z軸坐標是否小于等于槽型線終點Z軸坐標，若是，則進入步驟八；若否，則進入步驟九； 步驟八、將銑刀起點Zn'定位在步驟七計算得到的X軸、Z軸坐標處，先控制銑刀沿著Z軸方向工進到一個Z軸層銑削步長H的深度后，再控制銑刀沿著Y軸方向工進到Y軸終點坐標處，實現(xiàn)右側槽型線(4)的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟七； 步驟九、將銑刀返回右側X軸起點坐標處，完成右側槽型線(4)的銑削粗加工過程，進而完成梯型槽分層銑削粗加工方法。
【文檔編號】B23C3/34GK103586519SQ201310603432
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】劉艷霞, 馬娜, 王楠, 郭桂娟, 劉硯江 申請人:長春軌道客車股份有限公司