專利名稱：扇形段及環(huán)形段零件數(shù)控加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械零件的加工方法，特別涉及一種扇 形段及環(huán)形段零件數(shù)控加工方法。
背景技術(shù)：
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和其它加工領(lǐng)域，有許多扇形段零件，這些零件毛料成型采用精密 鑄造，加工的部位根據(jù)加工需要，留有3mm 5mm加工余量，主要加工上下端面、左右側(cè)面、 內(nèi)外圓弧面、凸臺外端面和孔，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是成套的扇形段直徑大，內(nèi)圓弧面的圓度精度要 求高，裝夾難度大；通常的數(shù)控加工方法是將幾塊同樣的零件成組裝夾在環(huán)形夾具上進(jìn)行 車加工和銑加工，對一些圓弧直徑很大的零件，需要制造相應(yīng)的很大直徑的夾具，不僅夾具 成本高、制造困難，還需要采用大型數(shù)控車床和價(jià)格昂貴的大型銑床。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種大直徑的扇形段及環(huán)形段零 件的數(shù)控加工方法，該數(shù)控加工方法在夾具上裝夾單個(gè)零件，且數(shù)控程序的零點(diǎn)位置不設(shè) 在零件的圓弧面的中軸線上，而且可以將零件和夾具放在方便加工的位置，不用制造大型 的環(huán)形夾具和大型的加工機(jī)床，能夠用中型數(shù)控機(jī)床加工大直徑的扇形段及環(huán)形段零件。本發(fā)明的扇形段及環(huán)形段零件的數(shù)控加工方法，按以下步驟進(jìn)行
1)確定零件基準(zhǔn)
先在零件毛料上劃線，再進(jìn)行零件毛料狀態(tài)的劃線檢查，然后將零件毛料上、下端面進(jìn) 行粗銑，將粗銑后零件的下端面確定為軸向基準(zhǔn)；
2)車加工零件的內(nèi)圓弧面
將零件的軸向基準(zhǔn)置于環(huán)形夾具上，并對零件的內(nèi)圓弧面的下部定位，同時(shí)將零件的 上端面壓緊；車加工分粗、精兩個(gè)階段，粗車加工先去除70% 80%的加工余量，精車加工去 除剩余的加工余量，為了保證零件的內(nèi)圓弧面的圓度，需要控制切削應(yīng)力，因此，車刀刀尖R 不能過大，采用R0. 8mm，進(jìn)給速度控制在0. 1 0. 15mm/r ；
3)數(shù)控銑加工零件的凸臺的端面、零件的外圓弧面和鉆孔 I )裝夾和定位零件
加工機(jī)床選用帶旋轉(zhuǎn)工作臺的數(shù)控加工中心，先在零件的外圓弧面的豎直中心線上畫 0刻度線1，夾具采用截取環(huán)形夾具的一段作為銑加工零件的夾具，裝夾單個(gè)零件，將零件 的軸向基準(zhǔn)置于夾具上，并將零件找正使0刻度線1與Z軸處在同一個(gè)垂直平面上，然后對 零件的內(nèi)圓弧面的下部定位，同時(shí)將零件的上端面壓緊；
II)確定坐標(biāo)值在圖2中，S點(diǎn)為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的圓弧的圓心，T點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)工 作臺在x、z坐標(biāo)平面上的旋轉(zhuǎn)中心，T點(diǎn)也作為X軸和Z軸的坐標(biāo)零點(diǎn)，將零件上的0刻度 線1在數(shù)控機(jī)床上的角向位置作為角向零點(diǎn)，孔的中心線與Z軸的夾角為β °，如果工作臺 旋轉(zhuǎn)，見圖4，這時(shí)孔的中心線將會(huì)Z軸平行，這時(shí)孔的中心線與Z軸距離為C，此時(shí)，T
3點(diǎn)到凸臺的端面的垂直距離為a，凸臺的端面與孔的中心線的交點(diǎn)為K ； K點(diǎn)相對X、Z坐標(biāo)系的坐標(biāo)(X，Z)為: 如果K點(diǎn)在Z軸的左邊，即在X軸的正方向 X=C= (R-r)*SIN (β)； Z = Rl-b=Rl-(R-r)*C0S(3 )； 如果K點(diǎn)在Z軸的右邊，即在X軸的負(fù)方向 X=- (R-r)*SIN (β)； Z = Rl-b=Rl-(R-r)*C0S(3 )； 其中R為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的內(nèi)圓弧的半徑； Rl為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的圓弧的圓心到凸臺的端面的垂直距離； r為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的內(nèi)圓弧的角向零點(diǎn)位置到X軸和Z軸的坐標(biāo)零點(diǎn)T點(diǎn)的 距離；
Rl、R為已知值，r為在裝夾和定位零件后的測量值；
III)編制數(shù)控程序
依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制銑加工凸臺的端面的程序 依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制銑加工零件的外圓弧面的程序 加工原理將零件的外圓弧面每5度劃分為一個(gè)加工區(qū)域，每個(gè)加工區(qū)域按照角度分 成500等份，在臥式四坐標(biāo)數(shù)控加工中心上進(jìn)行加工； 依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制鉆孔的程序
IV)加工零件將零件裝夾定位后，測量零件在X、Z坐標(biāo)平面上的內(nèi)圓弧的角向零點(diǎn)位 置到X軸和Z軸的坐標(biāo)零點(diǎn)T點(diǎn)的距離r值，然后選用數(shù)控加工中心，將r值輸入數(shù)控機(jī)床 或在編程中指定，按工藝文件及加工中心操作說明對零件進(jìn)行加工。本發(fā)明的扇形段及環(huán)形段零件的數(shù)控加工方法，在夾具上裝夾單個(gè)零件，且數(shù)控 程序的零點(diǎn)位置不設(shè)在零件的圓弧面的中軸線上，而且可以將零件和夾具放在方便加工的 位置，不用制造大型的環(huán)形夾具和大型的加工機(jī)床，能夠用中型數(shù)控機(jī)床加工大直徑的扇 形段及環(huán)形段零件，且零件裝夾和加工方便，數(shù)控程序編制快捷。


圖1為零件的主視圖2為圖1的沿D-D線的剖面圖 圖3為圖1的沿C-C線的剖面圖 圖4為圖3的零件剖面沿T點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β °后的示意圖 圖中1、0刻度線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 實(shí)施例扇形段零件的尺寸如下
見圖 2，Rl=880. 28mm, R=870. 28，β =15. 667 ； 本發(fā)明的扇形段及環(huán)形段零件的數(shù)控加工方法，按以下步驟進(jìn)行1)確定零件基準(zhǔn)
先在零件毛料上劃線，再進(jìn)行零件毛料狀態(tài)的劃線檢查，然后將零件毛料上、下端面進(jìn) 行粗銑，將粗銑后零件的下端面確定為軸向基準(zhǔn)；
2)車加工零件的內(nèi)圓弧面
將零件的軸向基準(zhǔn)置于環(huán)形夾具上，并對零件的內(nèi)圓弧面的下部定位，同時(shí)將零件的 上端面壓緊；車加工分粗、精兩個(gè)階段，粗車加工先去除70% 80%的加工余量，精車加工去 除剩余的加工余量，為了保證零件的內(nèi)圓弧面的圓度，需要控制切削應(yīng)力，因此，車刀刀尖R 不能過大，采用R0. 8mm，進(jìn)給速度控制在0. 1 0. 15mm/r ；
3)數(shù)控銑加工零件的凸臺的端面、零件的外圓弧面和鉆孔 I )裝夾和定位零件
加工機(jī)床選用帶旋轉(zhuǎn)工作臺的數(shù)控加工中心，先在零件的外圓弧面的豎直中心線上畫 0刻度線1，夾具采用截取環(huán)形夾具的一段作為銑加工零件的夾具，裝夾單個(gè)零件，將零件 的軸向基準(zhǔn)置于夾具上，并將零件找正使0刻度線1與Z軸處在同一個(gè)垂直平面上，然后對 零件的內(nèi)圓弧面的下部定位，同時(shí)將零件的上端面壓緊；
II)確定坐標(biāo)值
在圖2中，S點(diǎn)為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的圓弧的圓心，T點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)工作臺在X、Z坐標(biāo) 平面上的旋轉(zhuǎn)中心，T點(diǎn)也作為X軸和Z軸的坐標(biāo)零點(diǎn)，將零件上的0刻度線1在數(shù)控機(jī)床 上的角向位置作為角向零點(diǎn)，孔的中心線與Z軸的夾角為β °，如果工作臺旋轉(zhuǎn)β °，見圖 4，這時(shí)孔的中心線將會(huì)Z軸平行，這時(shí)孔的中心線與Z軸距離為C，此時(shí)，T點(diǎn)到凸臺的端面 的垂直距離為a，凸臺的端面與孔的中心線的交點(diǎn)為K ； K點(diǎn)相對X、Z坐標(biāo)系的坐標(biāo)(X，Z)為: 如果K點(diǎn)在Z軸的左邊，即在X軸的正方向 X=C= (R-r)*SIN (β)； Z = Rl-b=Rl-(R-r)*C0S(3 )； 如果K點(diǎn)在Z軸的右邊，即在X軸的負(fù)方向 X=- (R-r)*SIN (β)； Z = Rl-b=Rl-(R-r)*C0S(3 )； 其中R為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的內(nèi)圓弧的半徑； Rl為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的圓弧的圓心到凸臺的端面的垂直距離； r為零件在X、Z坐標(biāo)平面上的內(nèi)圓弧的角向零點(diǎn)位置到X軸和Z軸的坐標(biāo)零點(diǎn)T點(diǎn)的 距離；
Rl、R為已知值，r為在裝夾和定位零件后的測量值；
III)編制數(shù)控程序
依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制銑加工凸臺的端面的程序
；%_NS1000 _MPF
T=，，T_D20，，
L700
N5 G54 Dl
NlO G90 G17 GO XO Y600 Z800 AO BO M03 S400N15 B15. 667
N17 TRANS X=(870. 28-r)*SIN (15.667) Ζ=880· 28-(870. 28_r) *C0S (15. 667) MSG(”X=”《$P_UIFR[$P_UIFRNUM，X，TR] ” Z=” <<$P_UIFR[$P_UIFRNUM, Z, TR]) MOO N20 GO XlO N23 Y250 N27 ZO
N30 GOl Y230 FlOO N40 GO Z300 N45 Y500 N50 B-15.483
N55 TRANS X=(870. 28-r)*SIN(15. 667) Z=880. 28-(870. 28-r) *C0S(15. 667) N65 Y250 N75 ZO
N80 GOl Y230 FlOO
N85 GO Z300
N90 Y500
TRANS
TRAFOOF
M05
M30
依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制銑加工零件的外圓弧面的程序 加工原理將零件的外圓弧面每5度劃分為一個(gè)加工區(qū)域，每個(gè)加工區(qū)域按照角度分 成500等份，在臥式四坐標(biāo)數(shù)控加工中心上進(jìn)行加工； FOR NUM= TT 500 R5=R2+0. 01 ；每次增加0. 01度 A=R5 B=R5 YO
GOl X= (R-r)*SIN(^) Z=Rl-(R_r)*CTS(β ) FlOO Y40 Z=Rl-(R-r)*CTS(^)+5 ；加工后抬刀 5mm
ENDFOR
依據(jù)II)確定坐標(biāo)值中的公式編制數(shù)控中心鉆孔的程序
；%_NS1000 _MPF
T=，，T_D20，，
L700
N5 G54 Dl
NlO G90 G17 GO XO Y600 Z800 AO BO M03 S400
權(quán)利要求
1. 一種扇形段及環(huán)形段零件數(shù)控加工方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)確定零件基準(zhǔn)先在零件毛料上劃線，再進(jìn)行零件毛料狀態(tài)的劃線檢查，然后將零件毛料上、下端面進(jìn) 行粗銑，將粗銑后零件的下端面確定為軸向基準(zhǔn)；2)車加工零件的內(nèi)圓弧面車加工分粗、精兩個(gè)階段，粗車加工先去除70% 80%的加工余量，精車加工去除剩余 的加工余量；3)數(shù)控銑加工零件的凸臺的端面、零件的外圓弧面和鉆孔 I )裝夾和定位零件II)確定坐標(biāo)值III)編制數(shù)控程序編制銑加工凸臺的端面的程序； 編制銑加工零件的外圓弧面的程序； 編制鉆孔的程序；IV)加工零件。
全文摘要
一種扇形段及環(huán)形段零件的數(shù)控加工方法，該數(shù)控加工方法在夾具上裝夾單個(gè)零件，且數(shù)控程序的零點(diǎn)位置不設(shè)在零件的圓弧面的中軸線上，而且可以將零件和夾具放在方便加工的位置，不用制造大型的環(huán)形夾具和大型的加工機(jī)床，能夠用中型數(shù)控機(jī)床加工大直徑的扇形段及環(huán)形段零件，且零件裝夾和加工方便，數(shù)控程序編制快捷。
文檔編號B23P13/00GK102091908SQ20101061655
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周代忠, 師俊東, 鄭憶南 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司