專利名稱：大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法
技術領域：
本發明涉及機械加工技術領域，具體涉及一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法。
背景技術：
大型回轉類零件在車床上加工時，其零件在每一轉進給下，刀具切削長度為一圈， 零件的截面輪廓加工后，零件所切削的長度為nDL/s(D為回轉直徑，L為切削截面長度，s 為每轉進給)，從公式中可以看出零件直徑越大，所需的切削長度越長，另一方面，從工廠的加工經驗中可以看出，切削刀具磨損問題在大型零件加工中尤為突出，以工廠承制的某大型回轉體零件為例，加工直徑為450mm，長2000mm的某零件外形，其起點和終點的直徑差在 0. 5mm以上，其產生原因為在大型回轉體零件在加工過程中，刀具會隨著切削長度增加逐漸磨損，該問題完全不能用手工檢測調整刀具參數來解決，常常因此而影響產品的質量和生產進度。
發明內容
本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，該方法能解決加工過程中刀具磨損所帶來的加工誤差。為實現此目的，本發明所設計的一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，其特征在于，它包括如下步驟步驟1)對回轉體零件進行粗加工；步驟2、用探針測量回轉體零件內孔軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點的半徑， 及兩端點的半徑，該半徑與上述輪廓交點，及兩端點的最終理論半徑&相比較得到誤差量 δ”將所述誤差量δ工存儲到車床數控系統的存儲器中；步驟幻對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工；半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，實現將步驟2)中交點及兩端點的半精加工的理論加工半徑設置為X1- δ Jl,即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為X1- δ Jl的加工軌跡對步驟2)中交點及兩端點進行半精加工，X1為所述交點及兩端點的最終理論半徑，S ！為所述交點及兩端點的粗加工誤差量；步驟4)用探針測量半精加工后步驟幻中交點，及兩端點的實際半徑，將半精加工后步驟幻中交點，及兩端點的實際半徑與步驟幻中交點，及兩端點的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量S/，并將所述半精加工的誤差量δ/儲存到車床數控系統的存儲器中；步驟幻對經過步驟幻半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量S /進行補償，即在車床數控系統中將經過步驟3)半精加工后的交點，及兩端點的半徑的精加工軌跡設置為δ /，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔誤差補償后的回轉體零件，&為該交點，及兩端點的最終理論半徑，δ/為該交點，及兩端點的半精加工的誤差量。它還包括如下步驟步驟2. 1)用探針測量回轉體零件外壁軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點的半徑，及兩端點的半徑，該半徑與上述輪廓交點，及兩端點的最終理論半徑&相比較得到誤差量S2,將所述誤差量δ 2存儲到車床數控系統的存儲器中；步驟3. 1)對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工；半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，實現將步驟2. 1)中交點及兩端點的半精加工的理論加工半徑設置為δ 2/2，即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為δ 2/2的加工軌跡對步驟2、中交點及兩端點進行半精加工，&為所述交點及兩端點的最終理論半徑，S 2為所述交點及兩端點粗加工誤差量；步驟4. 1)用探針測量半精加工后步驟2. 1)中交點，及兩端點的實際半徑，將半精加工后步驟2. 1)中交點，及兩端點的實際半徑與步驟3. 1)中交點，及兩端點的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量S2'，并將所述半精加工的誤差量δ2'儲存到車床數控系統的存儲器中；步驟5. 1)對經過步驟3. 1)半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量δ2'進行補償，即在車床數控系統中將經過步驟 3.1)半精加工后的交點，及兩端點的半徑的精加工軌跡設置為)(2_ δ 2'，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔和外壁誤差補償后的回轉體零件，X2為該交點，及兩端點的最終理論半徑，S2'為該交點，及兩端點的半精加工的誤差量。所述步驟幻中半精加工中控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度為恒定值。所述步驟3. 1)中半精加工中控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度為恒定值。下面介紹本發明的原理機有益效果為為尋找回轉體零件車削加工中刀具磨損造成零件加工尺寸變化規律，發明人進行了大量的加工試驗。從試驗結果來看，回轉體零件加工過程較復雜，加工誤差牽涉到刀具磨損、機床剛性、刀具磨損后讓刀加劇等多個方面，這些問題都會反映到零件的加工誤差上。 本發明用兩把相同規格、相同品牌的刀具組成一組，每組刀具中的兩把刀具分別進行零件的半精加工和精加工，半精加工的加工參數和精加工的初始加工參數完全一致，在半精加工后，增加檢測工序，檢測每一段軌跡交點的誤差值，精加工時，將每一點的誤差值代入精加工軌跡進行補正，解決了傳統方法的精加工中刀具磨損產生的誤差，由于半精加工和精加工材料只相差一個精加工厚度，其硬度非常接近，因此可以消除材料硬度不同對加工補償精度的影響。本發明解決加工過程中刀具磨損所帶來的加工誤差，大幅提高了大型回轉體零件的加工精度。
圖1為被加工回轉體零件外壁軸向截面的輪廓線示意圖。圖2為被加工回轉體零件內孔軸向截面的輪廓線示意圖。
圖3為利用本發明對被加工回轉體零件外壁進行加工的加工軌跡圖。圖4為利用本發明對被加工回轉體零件內孔進行加工的加工軌跡圖。其中，A-回轉體零件內孔軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點，Al-回轉體零件內孔軸向截面上兩端點，B-回轉體零件外圓軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點的半徑， Bl-回轉體零件外圓軸向截面兩端點。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明如圖所示的一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，它包括如下步驟步驟1)對回轉體零件進行粗加工；步驟2、用探針測量回轉體零件內孔軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點A的半徑， 及兩端點Al的半徑，該半徑與上述輪廓線段交點A，及兩端點Al的最終理論半徑&相比較得到誤差量\，將所述誤差量S1存儲到車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段；步驟幻對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工；半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，實現將步驟2)中交點A及兩端點Al的半精加工的理論加工半徑設置為X1- δ Jl,即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為X1- δ Jl的加工軌跡對步驟2、中交點A及兩端點Al進行半精加工， (車床數控系統讀取上述車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段中存儲的信息)， 為所述交點A及兩端點Al的最終理論半徑，δ工為所述交點A及兩端點Al的粗加工誤差量，目的是將半精加工切削量控制到粗加工余量的一半；步驟4)用探針測量半精加工后步驟幻中交點A，及兩端點Al的實際半徑，將半精加工后步驟2、中交點A，及兩端點Al的實際半徑與步驟幻中交點A，及兩端點Al的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量S1'，并將所述半精加工的誤差量δ /儲存到車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段；步驟幻對經過步驟幻半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量S/進行補償，(車床數控系統讀取上述車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段中存儲的信息)即在車床數控系統中將經過步驟幻半精加工后的交點Α，及兩端點Al的半徑的精加工軌跡設置為X1+δ/，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔誤差補償后的回轉體零件，X1為該交點Α，及兩端點Al的最終理論半徑， δ /為該交點Α，及兩端點Al的半精加工的誤差量。 上述技術方案還包括如下步驟步驟2. 1)用探針測量回轉體零件外壁軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點B的半徑，及兩端點Bl的半徑，該半徑與上述輪廓線段交點B，及兩端點Bl的最終理論半徑)(2相比較得到誤差量S2,將所述誤差量δ 2存儲到車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段；步驟3. 1)對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工；半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，(加工中不要調整加工倍率)，實現將步驟2. 1)中交點B及兩端點Bl的半精加工的理論加工半徑設置為X2+ δ 2/2，即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為δ 2/2的加工軌跡對步驟2)中交點B及兩端點Bl進行半精加工(車床數控系統讀取上述車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段中存儲的信息)， 為所述交點B及兩端點Bl的最終理論半徑，δ 2為所述交點B及兩端點Bl的粗加工誤差量，目的是將半精加工切削量控制到粗加工余量的一半；步驟4. 1)用探針測量半精加工后步驟2. 1)中交點B，及兩端點Bl的實際半徑， 將半精加工后步驟2. 1)中交點B，及兩端點Bl的實際半徑與步驟3. 1)中交點B，及兩端點 Bl的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量δ2'，并將所述半精加工的誤差量 δ2'儲存到車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段；步驟5. 1)對經過步驟3. 1)半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量δ2'進行補償，(車床數控系統讀取上述車床數控系統的存儲器中地址位連續的地址段中存儲的信息)即在車床數控系統中將經過步驟 3.1)半精加工后的交點(B)，及兩端點(Bi)的半徑的精加工軌跡設置為δ 2'，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔和外壁誤差補償后的回轉體零件，&為該交點(B)，及兩端點(Bi)的最終理論半徑，δ2'為該交點(B)，及兩端點(Bi)的半精加工的誤差量。上述技術方案中，精加工車刀刀具和半精加工車刀刀具為相同刀具。所述步驟3) 和步驟3.1)中半精加工中控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度為恒定值。該恒定值根據被加工零件的半徑和材料決定。本發明采取了車削加工過程中的精加工誤差根據半精加工誤差補償的工藝方法， 解決了大型回轉體零件加工過程中刀具磨損無法補償的難題。本發明在機床上進行了多輪零件試加工，精車加工每點誤差控制可以提高1倍以上。零件加工準備時間短，精加工中誤差補償完全靠機床自動獲取并自適應調整精加工誤差，自動化程度高，被加工的回轉體零件表面質量好、尺寸精度高。本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求
1.一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，其特征在于，它包括如下步驟步驟1)對回轉體零件進行粗加工；步驟幻用探針測量回轉體零件內孔軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點(A)的半徑，及兩端點(Al)的半徑，該半徑與上述輪廓交點(A)，及兩端點(Al)的最終理論半徑&相比較得到誤差量\，將所述誤差量δ工存儲到車床數控系統的存儲器中；步驟幻對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工； 半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，實現將步驟2) 中交點(A)及兩端點(Al)的半精加工的理論加工半徑設置為X1-δ/2，即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為S/2的加工軌跡對步驟幻中交點(A)及兩端點(Al)進行半精加工，X1為所述交點(A)及兩端點(Al)的最終理論半徑，δ工為所述交點(A)及兩端點(Al) 的粗加工誤差量；步驟4)用探針測量半精加工后步驟幻中交點(A)，及兩端點(Al)的實際半徑，將半精加工后步驟2)中交點(A)，及兩端點(Al)的實際半徑與步驟3)中交點(A)，及兩端點 (Al)的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量δ/，并將所述半精加工的誤差量S /儲存到車床數控系統的存儲器中；步驟幻對經過步驟幻半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量S /進行補償，即在車床數控系統中將經過步驟幻半精加工后的交點(A)，及兩端點(Al)的半徑的精加工軌跡設置為δ/，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔誤差補償后的回轉體零件，&為該交點(A)，及兩端點(Al)的最終理論半徑，S/為該交點(A)，及兩端點(Al)的半精加工的誤差量。
2.根據權利要求1所述的大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，其特征在于，它還包括如下步驟步驟2. 1)用探針測量回轉體零件外壁軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點(B)的半徑， 及兩端點(Bi)的半徑，該半徑與上述輪廓交點(B)，及兩端點(Bi)的最終理論半徑)(2相比較得到誤差量S2,將所述誤差量δ 2存儲到車床數控系統的存儲器中；步驟3. 1)對經過步驟1)粗加工后的回轉體零件采用半精加工車刀刀具，進行半精加工；半精加工中通過控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度，以及走刀軌跡，實現將步驟 2.1)中交點(B)及兩端點(B 1)的半精加工的理論加工半徑設置為δ 2/2，即半精加工車刀刀具用理論加工半徑為的加工軌跡對步驟幻中交點(B)及兩端點(Bi)進行半精加工，&為所述交點(B)及兩端點(Bi)的最終理論半徑，δ 2為所述交點(B)及兩端點(Bi)粗加工誤差量；步驟4. 1)用探針測量半精加工后步驟2. 1)中交點(B)，及兩端點(Bi)的實際半徑，將半精加工后步驟2. 1)中交點(B)，及兩端點(Bi)的實際半徑與步驟3. 1)中交點(B)，及兩端點(Bi)的半精加工理論半徑比較后得到半精加工的誤差量δ2'，并將所述半精加工的誤差量S2'儲存到車床數控系統的存儲器中；步驟5. 1)對經過步驟3. 1)半精加工后的回轉體零件采用精加工車刀刀具，進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量S2'進行補償，即在車床數控系統中將經過步驟3.1) 半精加工后的交點(B)，及兩端點(Bi)的半徑的精加工軌跡設置為δ 2'，用改變后的加工軌跡加工后即得到內孔和外壁誤差補償后的回轉體零件，)(2為該交點(B)，及兩端點(Bi) 的最終理論半徑，S2'為該交點(B)，及兩端點(Bi)的半精加工的誤差量。
3.根據權利要求1或2所述的大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，其特征在于所述步驟幻中半精加工中控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度為恒定值。
4.根據權利要求1或2所述的大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，其特征在于所述步驟3. 1)中半精加工中控制半精加工刀具的主軸轉速和進給速度為恒定值。
全文摘要
本發明公開了一種大型回轉體零件車削加工誤差檢測自適應補償方法，該方法為對回轉體零件進行粗加工；用探針測量回轉體零件內孔軸向截面上兩相鄰輪廓線段的交點的半徑，及兩端點的半徑的誤差量δ1，粗加工后的回轉體零件進行半精加工半精加工車刀刀具用理論加工半徑為X1-δ1/2的加工軌跡交點及兩端點進行半精加工，測量半精加工后步驟2)中交點(A)，及兩端點(A1)的實際半徑，并得到半精加工的誤差量δ1′；進行精加工，所述精加工車刀刀具、及刀具的主軸轉速、進給速度與半精加工相同，精加工的過程中車床數控系統對半精加工的誤差量δ1′進行補償，本發明解決加工過程中刀具磨損所帶來的加工誤差，大幅提高了大型回轉體零件的加工精度。
文檔編號B23B5/00GK102430765SQ20111033492
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者王曉兵, 白永雄, 胡大明, 趙凱 申請人:湖北三江航天險峰電子信息有限公司