数控加工中互成角度面的坐标系计算

1、数控加工中互成角度面的坐标系计算刘伟山推工程机械股份有限公司摘 要在数控加工中，时有互成角度且非垂直的平面的加工。为解决以往靠划线建立坐标系存在的误差较大的问题，本文介绍了一种新颖的坐标系计算方法。为解决划线建立坐标系误差较大的问题，本文介绍了一种新颖的坐标系计算方法，提高了加工精度。关键词：数控； 角度； 坐标系Liu WeiSHANTUI CONSTRUCTION MACHINERY CO., LTD.AbstractIn CNC machining, there are angled and non-vertical planes sometimes. In order to resol

2、veSolve好些：solve 一般用于解决难题，如solve a problem, solve a riddle, solve an algebra problem。 而resolve 是用在解决矛盾，或者是解决大难题，较显示问题的严重性，如resolve a conflict, resolve differences，resolve a crisis。 solve 也可用于resolve的句例里。 the problem of lineation error in establishing coordinate systemsEstablish the coordinate system,

3、 this paper introduces a new way toA new way was introduced in this paper calculate createcoordinate systems.The coordinate system, resulting in improved machining accuracy.Keywords: CNC; angledAngled是形容词，angled planes不知道可不可以; coordinate systems1、问题描述在数控加工中，有时会遇到互成角度且非垂直的平面的加工。以我厂加工过的某壳体类零件为例，先介绍一下以

4、往采用的传统工艺方案。图没有编号，正文和图紧密结合更容易理解些工件外形如上图，需要加工的为正反两面、各孔、呈135°角的两平面及各螺纹孔。该件为小批量生产，未投入工装。大致的有点口语化了加工工艺为：划正反面线，粗铣正反面，划大孔十字线，车大孔及端面，精铣端面及打孔点，铣两侧面并钻攻侧面螺纹孔，钻攻两端面各孔。铣两侧面工序在卧式加工中心上完成。建立坐标系的过程大致如下：放平工件，按十字线拉直拉直什么意思？；用中心钻对出划线的X、Z坐标图上标识出来X/Z更容易理解些，计为十字线中心坐标；根据机床回转中心，利用CAD软件计算出两侧面旋转到垂直于主轴方向时的坐标，如下图所示：实际测量时，发现

5、侧面到大孔中心的距离经常超出公差要求。分析原因如下：1）十字线作为粗基准被重复使用了两次，形成了较大的基准不重合误差。车削大孔后，大孔的圆心已与划线存在误差，铣面时再以划线为基准会累积此误差，约在1mm以内，2）用中心钻对线的方法，形成了较大的基准位移误差。通常情况下，操作者肉眼对线的误差在1mm以内。3）对刀误差、机床误差及加工误差。数字式对刀仪的误差并不大，可以控制在0.05mm以内。但实际生产中，切削参数（转速、进给、吃刀量）、机床误差（主轴刚性等）以及回转中心误差（0.1mm以内）都会对盘铣刀加工后的面造成影响，误差一般在0.2mm以内。以上误差累积起来大于2mm，已经超过了图纸要求的

6、±1mm。测量加工后的工件，发现实际误差已达1.5mm。如何改善现有工艺，控制误差在要求范围内呢？是不是可以删除2、解决方案平面上相交的两直线确定一个点依据这个简单的平面几何基础知识依据此平面几何原理，我们对原加工工艺做了以下改善：1）在立式加工中心精铣端面及打孔点工序，我们添加了铣两侧面基准边的工步。使用方肩铣刀将两个侧面铣出两条深510mm的基准边，为下道工序提供基准。2）在卧式加工中心铣两侧面工序中，以上道工序铣出的基准边建立坐标系。卧式加工中心建立坐标系具体过程如下：首先找平左侧面基准边，用校棒和塞尺打出Z坐标。在CAD软件中标出，如下图：将工作台顺时针旋转45°，

7、用校棒和塞尺打出右侧面基准边的Z坐标。在CAD软件中，将图形绕机床回转中心旋转相同角度，再画出右侧面基准边，如下图：图中两条线的交点即为两侧面的理论交线的位置。将之修剪、补全要素后得到下图：依照先前的做法我们可以轻松得到可容易地得到左右侧面的关键点坐标。3、效果分析与检验采用新的工艺方法后，误差大大降低：1）基准不重合误差降低。相比原来的二次对线的方法，新方法的基准不重合误差在于立式加工中心铣基准边产生的误差，可控制在0.2mm以内。2）基准位移误差降低。相比原来的肉眼观察刀尖对线的方式，校棒和塞尺可以控制误差在0.1mm以内。3）对刀误差、机床误差及加工误差降低。有了绝对的定位基准，可以根据加工后的接刀痕来修正刀长。误差可以控制在0.05mm以内，同时消除了基准位移误差。综上，新方法产生的误差预计不会超过0.3mm。实际测量加工后的工件，完全满足图纸的公差要求。4、总结新工艺方法在控制成本的前提下（立式加工中心增加的工步用时约4分钟），缩短了卧式加工中心建立坐标系的时间，极大地提高了加工精度，满足了设计要求。此方法同时解除了旧方法在某些情况下无法使用的限制：例如我厂曾经修复过的一个两面呈特定角度的钻模板，没有划线直接靠基准面找正就修复了定位孔