本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床及自適應(yīng)掃掠成形方法，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。Y軸部件固定在床身部件上，工作臺(tái)部件固定在床身部件上，X軸部件與Y軸部件滑動(dòng)連接，Z軸部件固定在X軸部件上，工具部件與Z軸部件滑動(dòng)連接。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，能在一次加工過程中完成粗加工、半精加工、精加工，縮短整體加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，采用工序集中的加工原則，在一次裝夾過程中，完成了工件的全部加工，工件的裝夾誤差比原有的多次裝夾引起的誤差降低很多，在加工過程中恒力加工，減小加工過程中的工件受力變形的變化，降低表面粗糙度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，當(dāng)今越來越多的工業(yè)產(chǎn)品呈現(xiàn)出個(gè)性化和復(fù)雜化的特點(diǎn)，許多符合美學(xué)和物理學(xué)要求的實(shí)體表面模型很難用初等曲線曲面表達(dá)。以樣條基函數(shù)插值為特征的自由曲面以其良好的造型特點(diǎn)和使用性能成為了產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)的首選，如飛機(jī)、汽車、船舶、模具等行業(yè)中廣泛采用了自由曲面。自由曲面的使用給加工來了諸多困難，目前在其加工過程中國(guó)內(nèi)外普遍采用多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床或多關(guān)節(jié)機(jī)器人來提供足夠多的自由度，以滿足工具頭對(duì)曲面的適應(yīng)能力；采用點(diǎn)點(diǎn)相連多條軌跡線段逼近曲線，隨后順次排列多條曲線來逼近自由曲面。采用從點(diǎn)到線、線到面的逼近法加工自由曲面時(shí)，成形工具接觸面的曲率半徑、步距和行距成為影響加工精度和效率的關(guān)鍵因素，工具曲率半徑、步距和行距越小，加工精度越高，但所耗時(shí)間隨之增加。當(dāng)前的加工通常采用單頭工具，工具頭的執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)需要多自由度硬件機(jī)構(gòu)。加工過程需要分為粗加工、半精加工、精加工等工序進(jìn)行加工。這種加工方法耗時(shí)較長(zhǎng)、編程繁瑣、效率很低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床及自適應(yīng)掃掠成形方法，以解決目前加工過程需要分為粗加工、半精加工、精加工等工序進(jìn)行加工時(shí)存在的耗時(shí)較長(zhǎng)、效率低的問題。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是：Y軸部件固定在床身部件上，工作臺(tái)部件固定在床身部件上，X軸部件與Y軸部件滑動(dòng)連接，Z軸部件固定在X軸部件上，工具部件與Z軸部件滑動(dòng)連接。所述的工作臺(tái)部件由4個(gè)夾具、加工有T形槽的工作臺(tái)組成，加工有T形槽的工作臺(tái)用螺栓固定在床身上，用T型螺栓將夾具固定在工作臺(tái)上。所述的Y軸部件由Y軸導(dǎo)軌基體、Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲杠、Y軸聯(lián)軸器、X軸部件連接板、Y軸直線導(dǎo)軌、Y軸滾珠絲杠軸承座、Y軸軸承組成，Y軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在床身上，Y軸伺服電機(jī)通過螺栓連接在Y軸導(dǎo)軌基體上，Y軸滾珠絲杠與Y軸伺服電機(jī)輸出軸通過Y軸聯(lián)軸器相連，Y軸滾珠絲杠兩端由Y軸軸承支承，Y軸軸承安裝在Y軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，Y軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在Y軸導(dǎo)軌基體上，Y軸滾珠絲杠與X軸部件連接板通過螺栓固定在一起。所述的X軸部件通過螺栓固定在X軸部件連接板上,X軸部件由X軸導(dǎo)軌基體、X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲杠、X軸聯(lián)軸器、Z軸部件連接板、X軸直線導(dǎo)軌、X軸滾珠絲杠軸承座、X軸軸承組成，X軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在X軸部件連接板上，X軸伺服電機(jī)通過螺栓固定在在X軸導(dǎo)軌基體上，X軸滾珠絲杠與X軸伺服電機(jī)輸出軸通過X軸聯(lián)軸器相連，X軸滾珠絲杠兩端由X軸軸承支承，X軸軸承安裝在X軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，X軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在X軸導(dǎo)軌基體上，X軸滾珠絲杠與Z軸部件連接板通過螺栓固定在一起。所述的Z軸部件通過螺栓固定在Z軸部件連接板上,Z軸部件由Z軸導(dǎo)軌基體、Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲杠、Z軸聯(lián)軸器、工具連接板、Z軸直線導(dǎo)軌、Z軸滾珠絲杠軸承座、Z軸軸承、Z軸固定件組成，Z軸固定件通過螺栓固定在Z軸部件連接板上，Z軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在Z軸固定件上，Z軸伺服電機(jī)通過螺栓連接在Z軸導(dǎo)軌基體上，Z軸滾珠絲杠與Z軸伺服電機(jī)輸出軸通過Z軸聯(lián)軸器相連，Z軸滾珠絲杠兩端由Z軸軸承支承，Z軸軸承安裝在Z軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，Z軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在Z軸導(dǎo)軌基體上，Z軸滾珠絲杠與工具連接板通過螺栓固定在一起。所述的工具架部件通過轉(zhuǎn)接板固定在工具連接板上，下支撐板、上支撐板側(cè)面分別與轉(zhuǎn)接板固定連接，密封罩與下支撐板、上支撐板四周固定連接，12個(gè)工具組分為3個(gè)粗加工組、4個(gè)半精加工組、5個(gè)精加工組，每組排列在一條直線上，每個(gè)工具組的組成完全相同，各組組成部分的大小尺寸不同，其中一個(gè)工具組的結(jié)構(gòu)是：伺服電機(jī)通過螺栓固定在上支撐板上，伺服電機(jī)與齒輪軸Ⅰ通過鍵連接在一起，齒輪軸Ⅰ下部裝有軸承Ⅰ，軸承Ⅰ安裝在在下支撐板上的軸承座孔內(nèi)，液壓缸通過螺栓固定在上支撐板上，液壓缸的活塞桿與聯(lián)軸器Ⅰ過盈配合，聯(lián)軸器Ⅰ內(nèi)裝有軸承Ⅱ，滾珠花鍵Ⅰ的花鍵軸與軸承Ⅱ連接，滾珠花鍵Ⅰ的外圈與齒輪Ⅱ連接，滾珠花鍵Ⅰ的花鍵軸與鉆夾頭通過銷連接在一起，工具固定在鉆夾頭中。一種基于粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床的自適應(yīng)掃掠成形方法，包括下列步驟：(1)建立預(yù)加工曲面的理論模型或由掃描儀獲得三維數(shù)據(jù)后重建理論模型；分別設(shè)置粗加工、半精加工、精加工的加工余量A粗、A半精、A精，工具離工件的安全距離為A安全，粗加工后切削深度為D粗，半精加工后切削深度為D半精，精加工后切削深度為D精；然后，根據(jù)A粗、A半精、A精、A安全、D粗、D半精、D精，計(jì)算出每個(gè)工步的每個(gè)工具的進(jìn)行軌跡規(guī)劃并分別生成每個(gè)工具的3G代碼M粗i、M半精j、M精k，i為1到9的正整數(shù)，j為1到12的正整數(shù)，k為1到15的正整數(shù)，工件的毛坯的加工余量為A毛坯，粗加工后的加工余量A粗，半精加工后的加工余量A半精，精加工后的加工余量A精，刀具離工件的安全距離為A安全，粗加工的切削深度為D粗，半精加工的切削深度為D半精，精加工的切削深度為D精，刀具每次軸向進(jìn)給的時(shí)間周期為T；最后，每個(gè)工具執(zhí)行自己?jiǎn)为?dú)的3G代碼，直到加工完成；2)軌跡規(guī)劃及加工實(shí)施過程工具控制：設(shè)工具架的切削寬度為W，當(dāng)開始加工時(shí)工具沿著工件Z軸下降進(jìn)行加工，工具加工到指定位置時(shí)，工具抬起到安全高度，工具架沿著機(jī)床坐標(biāo)系X軸正方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)一定距離，然后刀具沿Z軸下降進(jìn)行切削，在開始加工時(shí)，只有粗加工工具在進(jìn)行加工，隨著工具架沿著機(jī)床坐標(biāo)系X軸正方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，必然能使所有工具同時(shí)加工，當(dāng)X軸方向加工到盡頭時(shí)，粗加工工具先離開工件表面，隨著工具架沿著機(jī)床坐標(biāo)系X軸正方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，半精加工工具、精加工工具依次加工完成，離開工件的加工表面，然后，工具架沿著Z軸正方向上升到某一安全的高度，接著工具架退回X軸的起始點(diǎn)，工具架沿著工具架的寬度方向移動(dòng)距離λW，0＜λ≤1，重復(fù)上述過程加工過程，直到自由曲面的全部表面均被加工完成，加工過程結(jié)束。本專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，能在一次加工過程中完成粗加工、半精加工、精加工，縮短整體加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，采用工序集中的加工原則，在一次裝夾過程中，完成了工件的全部加工，工件的裝夾誤差比原有的多次裝夾引起的誤差降低很多，在加工過程中恒力加工，減小加工過程中的工件受力變形的變化，降低表面粗糙度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)機(jī)床床身及工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a是本專利技術(shù)Y軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b是本專利技術(shù)Y軸拆分部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a是本專利技術(shù)X軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是本專利技術(shù)X軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a是本專利技術(shù)部分Z軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b是本專利技術(shù)整體Z軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a是本專利技術(shù)工具架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6b是本專利技術(shù)工具架去除密封罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6c是本專利技術(shù)工具組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6d是本專利技術(shù)工具組與上支撐板、下支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：床身1；T形槽的工作臺(tái)201；T型螺栓202；夾具203；Y軸導(dǎo)軌基體301；Y軸伺服電機(jī)302；Y軸聯(lián)軸器303；Y軸直線導(dǎo)軌304；Y軸滾珠絲杠軸承座305；Y軸滾珠絲杠306；Y軸軸承307；X軸部件連接板308；X軸導(dǎo)軌基體401；X軸伺服電機(jī)402；X軸聯(lián)軸器403；X軸直線導(dǎo)軌404；X軸滾珠絲杠軸承座405；X軸滾本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：Y軸部件固定在床身部件上，工作臺(tái)部件固定在床身部件上，X軸部件與Y軸部件滑動(dòng)連接，Z軸部件固定在X軸部件上，工具部件與Z軸部件滑動(dòng)連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：Y軸部件固定在床身部件上，工作臺(tái)部件固定在床身部件上，X軸部件與Y軸部件滑動(dòng)連接，Z軸部件固定在X軸部件上，工具部件與Z軸部件滑動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：工作臺(tái)部件由4個(gè)夾具、加工有T形槽的工作臺(tái)組成，加工有T形槽的工作臺(tái)用螺栓固定在床身上，用T型螺栓將夾具固定在工作臺(tái)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：Y軸部件由Y軸導(dǎo)軌基體、Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲杠、Y軸聯(lián)軸器、X軸部件連接板、Y軸直線導(dǎo)軌、Y軸滾珠絲杠軸承座、Y軸軸承組成，Y軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在床身上，Y軸伺服電機(jī)通過螺栓連接在Y軸導(dǎo)軌基體上，Y軸滾珠絲杠與Y軸伺服電機(jī)輸出軸通過Y軸聯(lián)軸器相連，Y軸滾珠絲杠兩端由Y軸軸承支承，Y軸軸承安裝在Y軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，Y軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在Y軸導(dǎo)軌基體上，Y軸滾珠絲杠與X軸部件連接板通過螺栓固定在一起。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：X軸部件通過螺栓固定在X軸部件連接板上,X軸部件由X軸導(dǎo)軌基體、X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲杠、X軸聯(lián)軸器、Z軸部件連接板、X軸直線導(dǎo)軌、X軸滾珠絲杠軸承座、X軸軸承組成，X軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在X軸部件連接板上，X軸伺服電機(jī)通過螺栓固定在在X軸導(dǎo)軌基體上，X軸滾珠絲杠與X軸伺服電機(jī)輸出軸通過X軸聯(lián)軸器相連，X軸滾珠絲杠兩端由X軸軸承支承，X軸軸承安裝在X軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，X軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在X軸導(dǎo)軌基體上，X軸滾珠絲杠與Z軸部件連接板通過螺栓固定在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：Z軸部件通過螺栓固定在Z軸部件連接板上,Z軸部件由Z軸導(dǎo)軌基體、Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲杠、Z軸聯(lián)軸器、工具連接板、Z軸直線導(dǎo)軌、Z軸滾珠絲杠軸承座、Z軸軸承、Z軸固定件組成，Z軸固定件通過螺栓固定在Z軸部件連接板上，Z軸導(dǎo)軌基體通過螺栓固定在Z軸固定件上，Z軸伺服電機(jī)通過螺栓連接在Z軸導(dǎo)軌基體上，Z軸滾珠絲杠與Z軸伺服電機(jī)輸出軸通過Z軸聯(lián)軸器相連，Z軸滾珠絲杠兩端由Z軸軸承支承，Z軸軸承安裝在Z軸滾珠絲杠軸承座座孔之中，Z軸滾珠絲杠軸承座通過螺栓固定在Z軸導(dǎo)軌基體上，Z軸滾珠絲杠與工具連接板通過螺栓固定在一起。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗精復(fù)合點(diǎn)陣式多頭銑磨機(jī)床，其特征在于：工具架部件通過轉(zhuǎn)接板固定在工具連接板上，下支撐...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：冀世軍，楊記龍，趙繼，任勇聰，李建鋒，閆俊杰，張炳偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：吉林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林;22
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