【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械加工，具体涉及一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，适用于不仅提高了切削效率、切削表面质量，而且适用性高。
技术介绍
1、大圆弧直纹面是数控加工中比较常见的型面类型，但高效率高质量的完成大圆弧直纹面加工是机械加工领域内一直探索的技术问题。传统的大圆弧直纹面加工通常采用圆刀片面铣刀或球头立铣刀仿形加工的方法，这种切削方法刀具和工件的切削步距小，导致切削用量也比较小，刀具轨迹比较多，直接造成大圆弧面切削加工时间长，加工效率低；同时这种仿形加工的方式加工后表面质量也比较差，很难直接通该加工方式满足高精度的要求，加工完成后还需要花大量的人工打磨时间，质量控制难度大，质量稳定性差，人工劳动强度极大。
2、中国专利：申请号为201210363725.8的专利技术专利提供了大圆弧直纹面数控加工刀具轨迹规划方法，即先利用端铣刀进行粗加工，然后利用成形刀进行大圆弧直纹面五轴精加工，并且提出了粗加工、精加工的刀具轨迹规划方法，虽然该方法提高了切削效率、切削表面质量，但由于加工坐标系选择在左端面圆弧底面的中心上，这就要求龙门铣床需具有刀尖跟随功能（rtcp功能），局限性大；而且使用成型刀加工，受成型刀刀具直径限制，步距较小，导致精加工需要很多刀才能完成，每两刀之间都要控制接刀，加工效率较低，特别对于宽度尺寸较大的工件则尤为明显，此外，刀路多了以后还会带来刀具磨损加快影响到加工精度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种提高切削效率、切削表面
2、为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，所述加工方法包括：
4、s1、利用数控龙门铣床上的数控铣头采用端铣的方式粗加工出工件的大圆弧直纹面，所述端铣所采用的数控程序为：
5、将程序的坐标原点设置在大圆弧直纹面的圆弧中心上，将程序的跟踪点设置在数控铣头的回转中心上，粗加工大圆弧直纹面上任意一点时，设该点与圆弧中心的连线与竖直中心线之间的夹角为a，则粗加工该点时的跟踪点坐标为：
6、y=(r+l+r0)×sina；
7、z=(r+l+r0)×cosa；
8、其中，y为粗加工时跟踪点的y向坐标值，z为跟踪点的z向坐标值，r为大圆弧直纹面的圆弧半径，l为跟踪点至数控铣头上用于端铣一端的距离，r0为粗加工留有的余量；
9、s2、利用数控龙门铣床上的数控磨头对粗加工出的大圆弧直纹面进行分段磨削，所述数控磨头上装夹有成型砂轮，所述成型砂轮两侧的轮廓与大圆弧直纹面的轮廓一致，所述磨削所采用的数控程序为：
10、将程序的坐标原点设置在大圆弧直纹面的圆弧中心上，将程序的跟踪点设置在数控磨头的回转中心上，磨削大圆弧直纹面上任意一点时，设该点与圆弧中心的连线与竖直中心线之间的夹角为a’，则磨削该点时的跟踪点坐标为：
11、y’=l’×cosa’-(r+r+r0’)×sina’；
12、z’=l’×sina’+(r+r+r0’)×cosa’；
13、上式中，y’为磨削时跟踪点的y向坐标值，z’为磨削时跟踪点的z向坐标值，r为大圆弧直纹面的圆弧半径，l’为跟踪点至成型砂轮中心点之间的距离，r为成型砂轮的有效半径，r0’为磨削留有的余量。
14、所述数控铣头上装夹有大直径面铣刀。
15、所述加工方法还包括步骤s0：
16、s0、在工件上加工出第一段基准，所述第一段基准为留有余量的大圆弧直纹面基准；
17、由步骤s1粗加工出的大圆弧直纹面控制在不超过第一段基准。
18、所述s0中，在第一段基准下方还由上至下依次加工出第二段基准、第三段基准，所述第二段基准为尺寸上差基准，所述第三段基准为尺寸下差基准，由步骤s2磨削出的大圆弧直纹面控制在第二段基准与第三段基准之间。
19、所述第一段基准、第二段基准、第三段基准的长度设置为5-10mm。
20、所述第一段基准为留有0.2-0.5mm余量的大圆弧直纹面基准。
21、所述步骤s2中，在分段磨削时相邻之间磨削面之间需具有3-5mm重叠区域。
22、所述步骤s2中成型砂轮的宽度为100-120mm。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、1、本专利技术一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，先利用数控龙门铣床上的数控铣头采用端铣的方式粗加工出工件的大圆弧直纹面，粗加工时数控程序的坐标原点设置在大圆弧直纹面的圆弧中心上，数控程序的跟踪点设置在数控铣头的回转中心上，并提出了粗加工大圆弧直纹面上任意一点时跟踪点坐标的计算公式，然后利用数控龙门铣床上的数控磨头对粗加工出的大圆弧直纹面进行分段磨削，数控磨头上装夹有成型砂轮，成型砂轮两侧的轮廓与大圆弧直纹面的轮廓一致，磨削时数控程序的坐标原点设置在大圆弧直纹面的圆弧中心上，数控程序的跟踪点设置在数控磨头的回转中心上，并提出了磨削大圆弧直纹面上任意一点时跟踪点坐标的计算公式；该设计一方面，将数控程序的坐标原点设置在大圆弧直纹面的圆弧中心上，数控程序的跟踪点设置在数控铣头/数控磨头的回转中心上，在常规无刀尖跟随功能的数控铣床上即可完成大圆弧直纹面的高效率、高质量的加工，适用范围广，另一方面，使用成型砂轮进行精加工，成型砂轮的宽度较成型刀更宽，大幅增加切削步距，减少刀具轨迹，从而进一步提高了加工效率，另外成型砂轮受到磨损后也可以在线修整，避免降低加工精度。因此，本专利技术不仅提高了切削效率、切削表面质量，而且适用性更高。
25、2、本专利技术一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，在粗加工前，在工件上由上至下依次加工出第一段基准、第二段基准、第三段基准，第一段基准为留有余量的大圆弧直纹面基准，述第二段基准为尺寸上差基准，所述第三段基准为尺寸下差基准，粗加工出的大圆弧直纹面控制在不超过第一段基准，分段磨削出的大圆弧直纹面控制在第二段基准与第三段基准之间；该设计通过工件上加工出三段基准，能非常直观的观察到切削余量情况以及是否过切，避免机床误差或操作不当引起的加工质量问题。因此，本专利技术能够直观的观察到切削余量情况以及是否过切，避免机床误差或操作不当引起的加工质量问题。
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1.一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
7.根据权利要求1或2所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
8.根据权利要求1或2所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种高精度大圆弧直纹面数控加工方法，其特征在于：
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊永钊，唐长平，孟维文，吴红琼，张俊浩，樊佳荣，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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