一种通用式真空铣床夹具的数控加工方法与流程

本发明涉及一种通用式真空铣床夹具的数控加工方法，此类工装用于铝合金薄板类零件的定位夹紧和加工。

背景技术：

如图1，图2所示，该类型真空铣床夹具整体结构中，主体型面与定位销起零件定位作用，通气槽和密封槽与气泵相结合，在零件与夹具之间形成真空的密闭区域，利用大气压力差将零件压紧在工装表面，起到夹紧作用。

技术实现要素：

由于该类型工装的有效部位是主体型面，密封槽和通气槽之间所形成的真空密闭区域，那么加工过程中残留过大会导致零件与工装表面贴合不严密，整体位置出现变化，导致定位不准确；如果加工过程中出现过切现象，会导致密封不紧，压力差不足，加工过程中零件可能窜动，产生危险。又因为该类型工装夹紧力大小与真空区域面积成正比，设计者会尽可能增加通气槽和密封槽数量，导致工艺人员编程时需要反复选取加工区域和加工轨迹，进行大量重复的工装型面填充工作，提高出错的几率，降低编程效率。填充型面时由于精度选择过高会导致填充失败，通常采用0.05mm的填充误差精度，必然导致细小的曲率变化，使加工主体型面时由于曲率反复变化导致的刀具震颤磨损和槽口边缘参差不齐的缺陷，为后续工人操作增加了难度，极端情况甚至需要落型面补加工。

本发明要解决的技术问题是提供一种更为合理的数控加工方案，大幅提升数控加工程序的编制效率，并提高夹具主体型面，密封槽和通气槽的制造精度，最大程度的减小加工误差，使该工装能达到更高的制造精度。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：

一种通用式真空铣床夹具的数控加工方法，分为辅助线面制作和数控编程加工两部分；

第一部分辅助线面制作：

(1)建立坐标系：一般此类工装会设计两个基准孔，将两孔中心连线投影到数模底面作为X轴，左边基准孔的中心点为原点建立坐标系；

(2)建立辅助面：在数模的几何图形集中找到作为型面设计依据的零件分割面，复制它到新建的几何图形集“辅助面”中，再根据各躲刀槽、封闭槽和沟槽实际深度，分别作出躲刀槽、密封槽和通气槽的分割面,以备后续加工使用。提取完各辅助面后数模如图3所示；

第二部分数控程序的编制：

(3)数控1：粗加工工装型面，去除大部分材料并留加工余量。

(4)数控2：半精加工工装型面，进一步去除材料并留加工余量。

(5)数控3：精加工工装型面，保证型面精度和粗糙度要求。

(6)数控4：精加工通气槽。

(7)数控5：精加工密封槽。

(8)数控6：精加工躲刀槽。

(9)数控7：，制基准孔，定位销孔，通气孔，划零件边缘线和余量线。

本发明的有益效果：在辅助线面制作过程中，合理运用零件设计元素，制作出各加工位置的辅助面，免除大量重复的工装型面填充工作；在数控加工过程中，将主体型面与各通气槽和密封槽分开加工，避免了加工主体型面时由于曲率反复变化导致的刀具震颤磨损和槽口边缘参差不齐的缺陷。

附图说明

图1是真空铣床夹具与零件示意图。

图2是此类真空铣床夹具有效工作部位示意图。

图3是提取各加工辅助面后数模形状示意图。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

一种通用式真空铣床夹具的数控加工方法，步骤如下：

(1)辅助线面制作：

(1.1)建立坐标系：确定两个基准孔，将两基准孔中心连线投影到数模底面作为X轴，左边基准孔的中心点为原点建立坐标系；

(1.2)建立整体型面加工辅助面：在数模的几何图形集中找到作为型面设计依据的零件分割面，将其复制到新建的几何图形集“辅助面”中，裁剪至四周均延伸30mm的状态，命名为“型面0”；

(1.3)建立通气槽加工辅助面：根据通气槽实际深度，采用偏移命令将“型面0”辅助面偏移，得到的辅助面均保存到几何图形集“辅助面”中，命名“通气槽-3”；

(1.4)建立密封槽加工辅助面：根据密封槽实际深度，采用偏移命令将“型面0”辅助面偏移，得到的辅助面均保存到几何图形集“辅助面”中，命名“密封槽-4.5”；

(1.5)建立躲刀槽加工辅助面：根据躲刀槽实际深度，采用偏移命令将“型面0”辅助面偏移，得到的辅助面均保存到几何图形集“辅助面”中，命名“躲刀槽-15”；

(2)加工控制过程：

(2.1)数控1：粗加工型面，采用Sweeping命令，对大尺寸型面粗铣，采用D50R25球刀，加工面选择“型面0”，确保型面内全部铣到，记录Z值；本次加工均匀留切削余量0.8mm，Z值的进给速度6000mm/min，机床转速3000转/min；

(2.2)数控2：半精加工型面，采用Sweeping命令，选用精加工D30R15球刀保证加工质量，加工面选择“型面0”，本次加工均匀留切削余量0.3mm，进给速度6000mm/min，机床转速,3000转/min；

(2.3)数控3：精加工型面，采用Sweeping命令，选用精加工D30R15球刀保证加工质量，加工面选择之前预先做出的“型面0”，本次加工不留余量，完全按数模要求加工到位，进给速度6000mm/min，机床转速3000转/min。

(2.4)数控4：精加工通气槽，采用Multi-Axis Curve Machine命令，尽量选择直径与通气槽宽度相同的立铣刀以大幅提高加工效率，加工面选择之前预先做出的“通气槽-3”，其中Tool Axis选项卡中注意选择Lead and tilt，加工引导线选择通气槽内侧边界靠近零件的一侧，轴向进给0.1mm，进给速度1000mm/min，机床转速1100转/min。

(2.5)数控5：精加工密封槽，采用Multi-Axis Curve Machine命令，尽量选择直径与密封槽宽度相同的立铣刀以大幅提高加工效率，加工面选择之前预先做出的“密封槽-4.5”，其中Tool Axis选项卡中注意选择Lead and tilt，加工引导线选择密封槽内侧边界靠近零件的一侧，轴向进给0.1mm，进给速度1000mm/min，机床转速1100转/min。

(2.6)数控6：精加工躲刀槽，采用Multi-Axis Curve Machine命令，尽量选择直径与躲刀槽宽度相同的立铣刀以大幅提高加工效率，加工面选择之前预先做出的“躲刀槽-15”，其中Tool Axis选项卡中注意选择Lead and tilt，加工引导线选择躲刀槽边界靠近零件的一侧，轴向进给0.2mm，进给速度1000mm/min，机床转速1100转/min。

(2.7)数控7：制5轴孔，采用Spot Drilling命令制5轴定位销及孔管螺纹底孔，其中孔加工轴线应选择“Variable Axis”可变轴选项确保加工5轴孔正确。

(2.8)数控8：划线,采用Spot Drilling命令划线。

本方法介绍了此类真空铣床夹具的数控加工工艺方案，通过合理运用零件设计元素，自行制作出各加工位置的辅助面，免除大量重复的工装型面填充工作；在数控加工过程中，将主体型面与各通气槽和密封槽分开加工，避免了加工主体型面时由于曲率反复变化导致的刀具震颤磨损和各槽口边缘参差不齐的缺陷。

与原有加工方法相比，本方法不仅节约大量编程及验证时间，实际加工过程中，加工整体型面时刀具运行平稳，加工表面质量好，换刀片间隔延长一倍时间，说明刀具磨损率下降。加工出的各槽口边缘整齐光滑，深度均匀一致，大幅减少了后期工人手工修研抛光的工作量，提高了生产效率。