軸向變化的空間圓弧槽的加工方法
【專利摘要】軸向變化的空間圓弧槽的加工方法涉及軌道客車轉(zhuǎn)向架的空間圓弧槽加工領(lǐng)域，該加工方法在圓弧插補時，將圓弧分為若干線段，采用直線插補方式，在加工平面內(nèi)沿著與刀具平行的軸向方向進給，實現(xiàn)空間圓弧的加工，插補時系統(tǒng)自動計算刀具半徑參數(shù)，解決了軸向變化而導(dǎo)致系統(tǒng)無法計算刀具半徑以及軸向方向插補空間圓弧的難題，既提高了效率，又保證了加工質(zhì)量。尤其適用于在空間或刀具受限制的特殊情況下，無法在垂直于加工平面的方向進行圓弧插補的圓弧加工方式。
【專利說明】軸向變化的空間圓弧槽的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及軌道客車轉(zhuǎn)向架的空間圓弧槽加工領(lǐng)域，具體涉及一種軸向變化的空間圓弧槽的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工件加工中，圓弧插補是經(jīng)常應(yīng)用的工藝方法，傳統(tǒng)工藝是沿著與加工平面垂直的方向采用G02 (順時針圓弧/圓切削)、G03 (逆時針圓弧/圓切削)的方式加工圓弧。而在特殊情況下，由于空間或刀具限制，無法在垂直于加工平面的方向進行圓弧插補，此時只能在加工平面內(nèi)沿著與刀具平行的軸向方向進給，加工圓弧。由于沿著軸向插補涉及到刀具長度補償?shù)牟粩嘧兓瑪?shù)控系統(tǒng)中無法給定對應(yīng)的加工指令實現(xiàn)此類工藝的加工。
[0003]如圖1和圖2所示，加工兩個吊座內(nèi)襠中間部位，由于兩吊座內(nèi)襠間距過小，主軸無法旋轉(zhuǎn)至與待加工面垂直角度進行加工，加工類似部位的傳統(tǒng)工藝分情況介紹如下:
[0004]1、當待加工面圓弧槽I的半徑小于25mm時，工藝如下:首先采用立銑刀加工圓弧槽I以外的水平槽2，之后采用半徑與圓弧槽I半徑相同的球頭銑刀對圓弧槽I的位置清根處理。
[0005]2、當待加工面圓弧槽I的半徑大于25mm時，沒有標準的球頭銑刀用于圓弧槽I部位的清根處理，此時無法采用上述工藝。傳統(tǒng)工藝是采用單件加工吊座的該部位，之后將兩個加工好的吊座組焊到工件上，此時受焊接變形的影響，吊座的該部位尺寸誤差較大。
[0006]因此，由于空間限制或刀具限制，傳統(tǒng)工藝無法在垂直于加工平面的方向進行圓弧插補，造成加工效率低下，影響工件質(zhì)量的工藝難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決傳統(tǒng)工藝無法在垂直于加工平面方向加工圓弧類工件，進而造成加工效率低下，影響工件質(zhì)量的工藝難題，本發(fā)明提供一種軸向變化的空間圓弧槽的加工方法。
[0008]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0009]軸向變化的空間圓弧槽的加工方法包括如下步驟:
[0010]步驟一、以待加工圓弧槽的外邊緣起點為原點0，銑刀水平徑向進給方向為X軸，銑刀軸向進給方向為Z軸，銑刀豎直徑向進給方向為Y軸，建立空間直角坐標系；定義圓弧槽的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括圓弧半徑R、圓弧起點弧度值、圓弧終點弧度值、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ、銑刀長度、銑刀半徑、圓弧X軸起點坐標、圓弧X軸終點坐標；
[0011]其中，上述圓弧弧度遞增數(shù)值Θ是根據(jù)待加工圓弧槽的圓弧總弧度a(a <90° )和銑刀規(guī)格計算得到的固定值；上述圓弧起點弧度值為0°，上述圓弧終點弧度值等于圓弧總弧度a ；
[0012]步驟二、根據(jù)待加工圓弧槽的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第一個加工點A1的坐標；將統(tǒng)刀起點定位在坐標原點O處,先控制銑刀沿著線段OA1方向由原點O工進到A1點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽的第一層銑削；
[0013]步驟三、根據(jù)待加工圓弧槽的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第η個加工點An (η > 2且η為整數(shù))的坐標，判斷此步加工后圓弧槽的總弧度是否小于等于圓弧終點弧度值，若是，則進入步驟四；若否，則結(jié)束加工，進而完成軸向變化的空間圓弧槽的加工方法；
[0014]步驟四、將銑刀起點定位在上一步加工后得到的第n-Ι個加工點Alri處，先控制銑刀沿著線段AlriAn方向由Alri點工進到An點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:該加工方法在圓弧插補時，將圓弧分為若干線段，采用直線插補方式實現(xiàn)空間圓弧的加工，插補時系統(tǒng)自動計算刀具半徑參數(shù)，解決了軸向變化而導(dǎo)致系統(tǒng)無法計算刀具半徑以及軸向方向插補空間圓弧的難題，既提高了效率，又保證了加工質(zhì)量。尤其適用于在空間或刀具受限制的特殊情況下，無法在垂直于加工平面的方向進行圓弧插補的圓弧加工方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是軌道客車轉(zhuǎn)向架兩個吊座內(nèi)襠之間加工空間的示意圖。
[0017]圖2是圖1中I部分的放大示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明在待加工件上建立空間坐標系的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是圖3的側(cè)視圖。
[0020]圖5是本發(fā)明軸向變化的空間圓弧槽的加工方法示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0022]如圖1至圖5所示，待加工件在水平槽2與圓弧槽I相接處，圓弧槽I與水平槽2相切。本發(fā)明所采用的銑刀為立銑刀或銑刀半徑小于待加工圓弧槽寬度的球頭銑刀，本發(fā)明軸向變化的空間圓弧槽的加工方法包括如下步驟:
[0023]步驟一、以待加工圓弧槽I的外邊緣起點為原點0，銑刀水平徑向進給方向為X軸，銑刀軸向進給方向為Z軸，銑刀豎直徑向進給方向為Y軸，建立空間直角坐標系；定義圓弧槽I的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括圓弧半徑R、圓弧起點弧度值、圓弧終點弧度值、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ、銑刀長度、銑刀半徑、圓弧X軸起點坐標、圓弧X軸終點坐標；
[0024]其中，上述圓弧弧度遞增數(shù)值Θ是根據(jù)待加工圓弧槽I的圓弧總弧度α(α < 90° )和銑刀規(guī)格計算得到的固定值；上述圓弧起點弧度值為0°，上述圓弧終點弧度值等于圓弧總弧度α ；
[0025]步驟二、根據(jù)待加工圓弧槽I的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第一個加工點A1的坐標；將統(tǒng)刀起點定位在坐標原點O處,先控制銑刀沿著線段OA1方向由原點O工進到A1點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽I的第一層銑削；
[0026]步驟三、根據(jù)待加工圓弧槽I的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第η個加工點An (η > 2且η為整數(shù))的坐標，具體計算過程是:點An 的 Z 軸坐標 An(z) =RXsin θ n,點 An 的 Y 軸坐標 An(y) =R-RXcos θ n,式中 θ η=ηΧ Θ ;然后判斷此步加工后圓弧槽I的總弧度是否小于等于圓弧終點弧度值，若是，則進入步驟四；若否，則結(jié)束加工，進而完成軸向變化的空間圓弧槽的加工方法；
[0027]步驟四、將銑刀起點定位在上一步加工后得到的第n-Ι個加工點Alri處，控制銑刀沿著線段AlriAn方向由Alri點工進到An點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽I的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三。
【權(quán)利要求】
1.軸向變化的空間圓弧槽的加工方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一、以待加工圓弧槽(I)的外邊緣起點為原點O，銑刀水平徑向進給方向為X軸，銑刀軸向進給方向為Z軸，銑刀豎直徑向進給方向為Y軸，建立空間直角坐標系；定義圓弧槽(I)的加工參數(shù)，該加工參數(shù)包括圓弧半徑R、圓弧起點弧度值、圓弧終點弧度值、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ、銑刀長度、銑刀半徑、圓弧X軸起點坐標、圓弧X軸終點坐標； 其中，上述圓弧弧度遞增數(shù)值Θ是根據(jù)待加工圓弧槽(I)的圓弧總弧度a(a <90° )和銑刀規(guī)格計算得到的固定值；上述圓弧起點弧度值為0°，上述圓弧終點弧度值等于圓弧總弧度a ； 步驟二、根據(jù)待加工圓弧槽(I)的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第一個加工點A1的坐標；將統(tǒng)刀起點定位在坐標原點O處,先控制統(tǒng)刀沿著線段OA1方向由原點O工進到A1點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽(I)的第一層銑削； 步驟三、根據(jù)待加工圓弧槽(I)的圓弧半徑R、圓弧弧度遞增數(shù)值Θ和直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系計算得到第η個加工點K (n ^ 2且η為整數(shù))的坐標，判斷此步加工后圓弧槽(O的總弧度是否小于等于圓弧終點弧度值，若是，則進入步驟四；若否，則結(jié)束加工，進而完成軸向變化的空間圓弧槽的加工方法； 步驟四、將銑刀起點定位在上一步加工后得到的第n-Ι個加工點Alri處，先控制銑刀沿著線段AlriAn方向由Alri點工進到An點后，再控制銑刀沿著X軸方向工進到X軸終點坐標處，實現(xiàn)圓弧槽(I)的第η層銑削，然后再執(zhí)行步驟三。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的`軸向變化的空間圓弧槽的加工方法，其特征在于，所述銑刀為立銑刀或銑刀半徑小于待加工圓弧槽寬度的球頭銑刀。
【文檔編號】B23C3/34GK103624304SQ201310603550
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】馬娜, 劉艷霞, 張偉波 申請人:長春軌道客車股份有限公司