一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法技术

本发明专利技术属于数控加工技术领域，具体涉及一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法。本发明专利技术的技术方案如下：一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，包括如下步骤：1）确认叶片铣削加工时球头铣刀的磨损区域；2）五坐标数控加工中心安装激光对刀仪；3）利用激光对刀仪测量实际加工中的球头铣刀，计算出第n次使用后的球头铣刀的磨损值；4）五坐标数控加工中心实现机内刀具补偿。本发明专利技术提供的基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，利用激光对刀仪测量球头铣刀的磨损值，实现机内刀具补偿，能够保证产品质量，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法


[0001]本专利技术属于数控加工
，具体涉及一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法。

技术介绍

[0002]目前，航空发动机叶片叶身型面大多采用五坐标数控加工中心进行铣削加工。由于加工面为曲面、形状复杂、公差带小，公差带为0.05mm，且加工刀具为球刀，极易造成刀具局部磨损，所以加工过程中对刀具的补偿控制要求十分严格，要将刀具不同刃倾角的磨损补偿进加工程序。
[0003]现在多采用依据人工经验给定刀具补偿的加工方式，受人为不可控因素影响容易造成零件报废，而且依赖上一件产品的三坐标测量机测量报告，才能确定下一件产品的刀具补偿方案，严重影响生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，利用激光对刀仪测量球头铣刀的磨损值，实现机内刀具补偿，能够保证产品质量，提高生产效率。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，包括如下步骤：1）确认叶片铣削加工时球头铣刀的磨损区域；利用UG或Solidworks，绘制球头铣刀模型，按照工艺规范中设定的刃倾角对球头铣刀模型进行偏转，依据工艺规范中设定的每次加工余量，通过球头铣刀模型模拟叶片铣削加工过程，确认球头铣刀的磨损区域，认定磨损区域的上缘及下缘，找到磨损区域的中间截面；测出磨损区域的上缘、下缘及中间截面至球头铣刀的刀轴之间的距离，分别为K1、K2和K3；2）五坐标数控加工中心安装激光对刀仪；3）利用激光对刀仪测量实际加工中的球头铣刀，计算出第n次使用后的球头铣刀的磨损值；首先，测量球头铣刀的初始刀长；在激光对刀仪编程语言中选择有偏置测量刀长值功能的编程语句，球头铣刀分别偏置K1、K2和K3的距离，测得球头铣刀的初始刀长值分别为L
10
、L
20
和L
30
；然后，测量第n次使用后的球头铣刀的刀长；第n次使用后的球头铣刀分别偏置K1、K2和K3的距离，利用激光对刀仪测得第n次使用后的球头铣刀的刀长值分别为L
1n
、L
2n
和L
3n
；其后，计算出第n次使用后的球头铣刀的磨损值；计算公式如下：M
n
={（L
1n
‑ꢀ
L
10
）+（L
2n
‑ꢀ
L
20
）+（L
3n
‑ꢀ
L
30
）}/3式中，M
n
为第n次使用后的球头铣刀的磨损值；4）五坐标数控加工中心实现机内刀具补偿；在五坐标数控加工中心编程系统中的输出变量值位置，将M
n
做为刀具补偿值赋值到五坐标数控加工中心的指定刀沿，进行下一
次加工。
[0006]进一步地，所述的基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，所述步骤1）中，球头铣刀模型的经过刀轴的截面中，磨损区域的上缘与球头铣刀的球心之间形成连线一，磨损区域的中间截面与球头铣刀的球心之间形成连线二，磨损区域的下缘与球头铣刀的球心之间形成连线三，连线一与连线二之间的夹角等于连线二与连线三之间的夹角。
[0007]本专利技术的有益效果为：本专利技术利用激光对刀仪测量球头铣刀的磨损值，实现机内刀具补偿，能够保证产品质量，提高生产效率。使本专利技术的方法可以不依赖上一件产品的三坐标测量机测量报告，可以节省等待上一件产品测量完成所需的时间，降低零件加工对于三坐标测量机的依赖性；本专利技术的方法不再需要操作者的经验来调整数据，操作者只需对零件进行装卸，不需要操作者手动调整刀具磨损，降低了可能由于人工操作失误或判断错误导致的产品超差或报废情况，降低了加工此类零件对操作者技能要求的门槛。
附图说明
[0008]图1为球头铣刀模型模拟叶片铣削加工过程示意图；图2为球头铣刀的磨损区域示意图；图3为磨损区域的上缘、下缘及中间截面至球头铣刀的球心关系图。
[0009]图中：1为叶片叶身，2为球头铣刀，3为磨损区域，4为上缘，5为下缘，6为中间截面，7为球头铣刀的球心。
具体实施方式
[0010]如图1
‑
3所示，一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，包括如下步骤：1）确认叶片铣削加工时球头铣刀2的磨损区域3；利用UG绘制球头铣刀模型，按照工艺规范中设定的前倾角45
°
对球头铣刀模型进行偏转，依据工艺规范中设定的每次加工余量0.05mm，通过球头铣刀模型模拟叶片铣削加工过程，确认球头铣刀2的磨损区域3，认定磨损区域的上缘4及下缘5，找到磨损区域3的中间截面6；球头铣刀模型的经过刀轴的截面中，磨损区域3的上缘4与球头铣刀2的球心7之间形成连线一，磨损区域3的中间截面6与球头铣刀2的球心7之间形成连线二，磨损区域3的下缘5与球头铣刀2的球心7之间形成连线三，连线一与连线二之间的夹角等于连线二与连线三之间的夹角；测出磨损区域3的上缘4、下缘5及中间截面6至球头铣刀2的刀轴之间的距离，分别为K1、K2和K3；2）五坐标数控加工中心安装激光对刀仪；3）利用激光对刀仪测量实际加工中的球头铣刀2，计算出第n次使用后的球头铣刀2的磨损值；首先，测量球头铣刀2的初始刀长；五坐标数控加工中心保持C轴为0，此时球头铣刀2处于垂直状态、刀头向下正对激光对刀仪，在激光对刀仪编程语言中选择有偏置测量刀长值功能的编程语句，球头铣刀2分别偏置K1、K2和K3的距离，测得球头铣刀2的初始刀长值分别为L
10
、L
20
和L
30
；然后，测量第n次使用后的球头铣刀2的刀长；第n次使用后的球头铣刀2分别偏置K1、K2和K3的距离，利用激光对刀仪测得第n次使用后的球头铣刀2的刀长值分别为L
1n
、L
2n
和L
3n
；
其后，计算出第n次使用后的球头铣刀的磨损值；计算公式如下：M
n
={（L
1n
‑ꢀ
L
10
）+（L
2n
‑ꢀ
L
20
）+（L
3n
‑ꢀ
L
30
）}/3式中，M
n
为第n次使用后的球头铣刀的磨损值；4）五坐标数控加工中心实现机内刀具补偿；在五坐标数控加工中心编程系统中的输出变量值位置，将M
n
做为刀具补偿值赋值到五坐标数控加工中心的指定刀沿，球头铣刀2偏转至前倾角45
°
，进行下一次叶片叶身1的加工。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于球头铣刀侧刃铣削补偿的叶片加工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）确认叶片铣削加工时球头铣刀的磨损区域；利用UG或Solidworks，绘制球头铣刀模型，按照工艺规范中设定的刃倾角对球头铣刀模型进行偏转，依据工艺规范中设定的每次加工余量，通过球头铣刀模型模拟叶片铣削加工过程，确认球头铣刀的磨损区域，认定磨损区域的上缘及下缘，找到磨损区域的中间截面；测出磨损区域的上缘、下缘及中间截面至球头铣刀的刀轴之间的距离，分别为K1、K2和K3；2）五坐标数控加工中心安装激光对刀仪；3）利用激光对刀仪测量实际加工中的球头铣刀，计算出第n次使用后的球头铣刀的磨损值；首先，测量球头铣刀的初始刀长；在激光对刀仪编程语言中选择有偏置测量刀长值功能的编程语句，球头铣刀分别偏置K1、K2和K3的距离，测得球头铣刀的初始刀长值分别为L
10
、L
20
和L
30
；然后，测量第n次使用后的球头铣刀的刀长；第n次使用后的球头铣刀分别偏置K1、K2和K3的距离，利用激光对刀仪测得第n次使用后的球头铣刀的刀长值分别为L
1n
、L

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，邢文，张朕赫，刘兴昌，毕家劲，郭彦东，吴伟东，于旗红，赵文涛，
申请(专利权)人：沈阳强航时代精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：