[发明专利]一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法

摘要

本发明提出的一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法，首先在机床上装夹待钻孔工件，按照加工要求将机床主轴绕机床坐标系Y轴倾斜，然后采用标准球设定加工坐标系，接着采用循环钻孔方式进行多次分段钻孔，直至钻孔深度到达要求，完成整个钻孔过程。采用本方法可以实现可倾斜主轴数控铣床的钻孔加工，通过多次直线插补指令完成快速进刀、钻孔、快速退刀循环操作,从而完成整个钻孔过程，实现原本普通数控铣床无法完成，只能通过五坐标加工中心实现的钻斜孔加工任务，同时所需费用也较五坐标加工中心大大降低。

主权项

1.一种可倾斜主轴数控铣床钻孔加工方法，采用以下步骤：步骤1：在机床上的工作台上装夹待钻孔工件，并且待钻孔的中心线在机床坐标系的XY平面上的投影与机床坐标系X轴平行，所述机床坐标系XY平面与机床工作台平面平行；将机床主轴绕机床坐标系Y轴倾斜α角，使机床主轴与待钻孔中心线平行；步骤2：刀柄夹持标准球，刀柄安装在倾斜α角的机床主轴上，通过标准球设定加工坐标系；走刀使机床主轴中心轴线与待钻孔中心轴线重合，并测量标准球顶端在加工坐标系中的坐标为步骤3：测量刀柄上夹持标准球时的刀长和刀柄上夹持钻头的刀长，得到两个刀长之差ΔL，其中当刀柄上夹持钻头的刀长大于刀柄上夹持标准球的刀长时，ΔL为正，反之为负；采用公式x0=x0′+ΔL·sinαy0=y0′z0=z0′+ΔL·cosα]]>得到刀柄上夹持钻头时，钻头尖顶点在加工坐标系中的坐标(x₀,y₀,z₀)；步骤4：以(x₀,y₀,z₀)为起始点坐标，按照公式x1=x0+k·M·sinαy1=y0z1=z0+k·M·cosα]]>得到回退定位点在加工坐标系中的坐标(x₁,y₁,z₁)，其中M为起始点与回退定位点之间的距离，k为移动系数，当钻头向待钻孔方向移动时k=-1，当钻头远离待钻孔移动时k=1；步骤5：采用循环钻孔方式进行多次分段钻孔，直至钻孔深度到达要求，完成整个钻孔过程；其中第n次钻孔的步骤为：步骤5.1：控制钻头从回退定位点移动到第n次钻孔的安全点，其中回退定位点坐标(x₁,y₁,z₁)与第n次钻孔的安全点坐标(x_an,y_an,z_an)的关系为：xan=x1+k·(L+(n-1)Q-d)·sinαyan=y1zan=z1+k·(L+(n-1)Q-d)·cosα]]>其中，Q为每次钻孔的深度，L为回退定位点到待钻孔工件的待钻孔平面的距离，d为安全距离；步骤5.2：控制钻头从第n次钻孔的安全点运动到第n次钻孔的孔底，其中第n次钻孔的安全点坐标(x_an,y_an,z_an)与第n次钻孔的孔底坐标(x_kn,y_kn,z_kn)的关系为：xkn=xan+k·(Q+d)·sinαykn=yanzkn=zan+k·(Q+d)·cosα]]>步骤5.3：控制钻头在第n次钻孔的孔底进行动作，而后控制钻头返回回退定位点。