專利名稱：一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控銑床加工方法領(lǐng)域，特別是一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面
的方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室殼體水平密封面為防止高溫氣體泄露而具有極高的精度要求， 標(biāo)準(zhǔn)要求殼體的密封面在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的扭矩把合下，關(guān)鍵區(qū)域用紅藍(lán)油的方法檢查需達(dá)到 100%的接觸要求，更不允許出現(xiàn)內(nèi)外貫通的氣體泄露通道。由于燃燒室殼體尺寸較大， 長(zhǎng)寬高一般大于3mX1.3mX1.5m，而密封面一般大于3mX 1.3m， 一般工廠不具備這么 大型的磨床，通常采用的方法是使用龍門銑按常規(guī)方法加工平面，由于龍門銑滑枕或主 軸在安裝時(shí)與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向存在垂直度誤差，且在室溫下工作的龍門銑在不同溫度下 此誤差值還會(huì)發(fā)生變化，因此加工出來的平面度不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在相鄰兩刀之間存 在接刀痕，嚴(yán)重影響了加工質(zhì)量和紅藍(lán)油檢查的效果，因此在加工完畢后需鉗工根據(jù)紅 藍(lán)油檢查的結(jié)果用油石進(jìn)行仔細(xì)的修研，需要多次的反復(fù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，產(chǎn) 品外觀質(zhì)量差。在數(shù)控龍門銑滑枕或主軸(即Z軸)與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向(即X軸)的垂直 度或與沿橫梁運(yùn)動(dòng)方向(即Y軸)的垂直度為任意幾何精度下(單一方向存在誤差)，其 中Z軸與Y軸的誤差易于調(diào)整，難點(diǎn)在于解決Z軸與X軸出現(xiàn)的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法， 可以補(bǔ)償Z軸與X軸出現(xiàn)的誤差，從而消除加工密封面出現(xiàn)的接刀痕和內(nèi)凹，提高密封 面加工精度。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種數(shù)控龍門銑加工高精 度密封面的方法，包括如下步驟 l)得到刀具平面與理想平面之間的誤差?yuàn)A角a °的步驟； 2)調(diào)整工件的加工平面傾斜夾角a °使之與刀具平面平行的步驟； 3)在數(shù)控系統(tǒng)中將待加工平面旋轉(zhuǎn)夾角a°使之與刀具平面平行，或規(guī)定兩刀
之間的間距并根據(jù)夾角a°規(guī)定下一刀上升或下降固定高度的步驟； 通過上述步驟可以在工件上加工出達(dá)到質(zhì)量要求的高精度密封面。 通過以下步驟得到誤差?yuàn)A角a ° : l)在適當(dāng)部位焊接工藝搭子，使之形成與密封面平行的平面，劃密封面加工線 的步驟； 2)工件的密封面向下，在A/B/C/D處設(shè)置可調(diào)墊鐵和球面墊鐵，調(diào)節(jié)至等高， 精銑工藝搭子等高的步驟； 3)工件密封面向上，工裝臺(tái)上在可安裝工藝搭子的部位裝四處等高墊鐵，龍門 銑銑四處墊鐵等高，將工藝搭子置于墊鐵上，壓緊，粗、半精銑密封面，留余量lmm ;
4)在等高墊鐵上沿Y軸走刀長(zhǎng)度L，測(cè)出兩點(diǎn)之間高低誤差h，通過公式a = arctan(h/L)求出夾角a ° ; 得出刀具平面與理想平面之間的誤差?yuàn)A角a ° 。
通過以下步驟調(diào)整工件2傾斜夾角 l)根據(jù)工藝搭子之間的間距K，通過公式H二KXsina ，求得工藝搭子下應(yīng)墊 的高度H ; 2)將高度為H的墊片墊在相應(yīng)的工藝搭子下的步驟； 通過上述步驟可以調(diào)整工件的加工平面傾斜夾角a °使之與刀具平面平行。
本發(fā)明所提供的一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法，通過獲得刀具平面 的誤差?yuàn)A角a° ，將工件調(diào)整傾斜夾角a°補(bǔ)償，并在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)加以設(shè)定，使刀具也 沿此夾角a°運(yùn)行，從而可以在不添加設(shè)備的情況的下，補(bǔ)償龍門銑滑枕或主軸(即Z 軸)與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向(即X軸)的誤差，消除接刀痕，滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，取消鉗工 工序，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。采用本發(fā)明方法在3250mmX 1320mm的整個(gè)平面 上的平面度誤差在0.02mm以內(nèi)，無明顯接刀痕，在后續(xù)檢查中均能一次通過檢查，接觸 達(dá)到100%，表面粗糙度Ra3.2以下，完全取消了后續(xù)的龍銑和鉗工返工工序，節(jié)約了大 量的時(shí)間。 通過采用焊接工藝搭子和采用等高墊鐵的方法，可以不用在工件上進(jìn)行測(cè)試、 裝夾，從而獲得刀具平面的誤差?yuàn)A角a ° ，提高了加工的安全性，減少了工件的報(bào)廢風(fēng) 險(xiǎn)，而且不需使用太復(fù)雜的測(cè)量?jī)x器，降低了生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明加工刀具與工件經(jīng)過加工補(bǔ)償?shù)氖疽鈭D； 圖2是本發(fā)明中測(cè)量得到誤差?yuàn)A角a °示意圖； 圖3是本發(fā)明中龍門銑及坐標(biāo)軸示意圖； 圖4是本發(fā)明補(bǔ)償前在z-x平面的加工刀具與工件示意圖； 圖5是本發(fā)明補(bǔ)償前在y-z平面的加工刀具與工件示意圖； 圖6是本發(fā)明中設(shè)置墊鐵的示意圖； 圖7是本發(fā)明中無法在程序中作出平面旋轉(zhuǎn)時(shí)的走刀示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3、圖4和圖5所示，某型號(hào)燃燒室殼體，密封面長(zhǎng)X寬為 3250mmX 1320mm，關(guān)鍵區(qū)域要求紅藍(lán)油檢查100%接觸，使用通常的方法加工平面，無 法滿足要求，需要多次進(jìn)行返工，平均每臺(tái)返修的龍銑工時(shí) 8-10小時(shí)/臺(tái)，鉗工修研的 工時(shí) 160小時(shí)/臺(tái)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)龍門銑Z軸運(yùn)動(dòng)方向與X軸方向不垂直，即刀具平面 4與理想平面5具有一個(gè)誤差?yuàn)A角a° ，這樣在z-x平面上看加工時(shí)加工平面6上會(huì)產(chǎn)生 接刀痕，在y-z平面上看加工時(shí)加工平面6上會(huì)產(chǎn)生接刀痕和內(nèi)凹。 在工件2適當(dāng)部位焊接工藝搭子，使之形成與水平法蘭密封面平行的平面。劃 密封面加工線。
上龍門銑做粗加工，具體裝夾步驟如下 如圖6所示，工件2密封面向下，裝夾方法如下先用四處可調(diào)墊鐵(加球面墊) 墊放在A/B/C/D處，調(diào)A/B兩處線平，在圖示E處(距后法蘭970mm處)放置依靠一可 調(diào)墊鐵，用E處墊鐵將工件頂起，取出C/D處墊鐵，然后調(diào)整E處墊鐵，將E處線調(diào)整 至與A/B處線等高，在C/D處壓百分表，歸零，然后在C/D處分別加可調(diào)墊鐵及球面墊 鐵，仔細(xì)調(diào)整C/D處墊鐵，調(diào)整至C/D處百分表變化〈0.01mm，然后放松E處墊鐵，觀 察表針變化，如有變化，則將變化一角處調(diào)整至百分表讀數(shù)為零。壓緊(壓緊時(shí)應(yīng)注意 各壓緊處表讀數(shù)無大變化)，精銑四處工藝搭子等高，精銑時(shí)松壓板，保證工件處于自由 狀態(tài)。 工件2翻身，工裝臺(tái)上在可安裝工藝搭子的部位裝四處等高墊鐵，龍門銑銑四 處墊鐵等高，將工藝搭子置于墊鐵上，壓緊，粗、半精銑密封面，留余量lmm，加工密 封面上連接孔。 轉(zhuǎn)其它工序做粗加工，消除大部分加工余量。
自然時(shí)效1 2日。
上數(shù)控龍門銑精加工密封面，步驟如下 如圖2所示，工裝臺(tái)上在可安裝工藝搭子的部位裝4處等高墊鐵，首先在等高墊 鐵上做加工試驗(yàn)，確定龍門銑幾何誤差，沿橫梁(Y軸向)走刀，在等高墊鐵上光出一個(gè) 平面，在主軸或滑枕上放置一塊千分表，機(jī)床沿工作臺(tái)方向(X軸向)移動(dòng)一個(gè)準(zhǔn)確的長(zhǎng) 度L，用千分表3測(cè)量出兩點(diǎn)之間高低誤差h，通過公式tana = h/L a = arc tan(h/L)， 得出刀具平面4與理想平面5之間的誤差?yuàn)A角a ° ，這里的理想平面5是指y-x平面。
如圖1所示，然后根據(jù)工藝搭子之間的間距K，根據(jù)計(jì)算公式H = KXSina， 可以算出工藝搭子下面應(yīng)墊的高度H，龍門銑銑四處墊鐵使之等高，此時(shí)在相應(yīng)搭子下 面墊高度為H的墊片后，工件加工平面6就與刀具的刀具平面4平行，然后將要加工的平 面當(dāng)作一個(gè)與X軸呈a。角的平面進(jìn)行加工。在西門子系統(tǒng)的數(shù)控龍銑中簡(jiǎn)單的辦法是 在程序中利用命令"ROT"或"AROT"將整個(gè)待加工面進(jìn)行可編程的旋轉(zhuǎn)夾角a ° ， 這時(shí)刀盤1將沿著平行于實(shí)際刀具平面4的平面進(jìn)行加工，加工出來的加工平面可消除接 刀痕。在普通龍門銑或系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單的數(shù)控龍銑中無法在程序中作出平面旋轉(zhuǎn)時(shí)也可明 確規(guī)定兩刀之間的間距L，走完一刀后，根據(jù)角度算出相鄰的一刀Z軸需要上升或下降的 高度h，計(jì)算公式h = LXcos a ，從而達(dá)到使刀盤1沿著平行于實(shí)際刀具平面4的平面 進(jìn)行加工的效果。某型燃燒室殼體，密封面長(zhǎng)X寬為3250mmX 1320mm，在等高墊鐵上做加工
試驗(yàn)，確定龍門銑幾何誤差，采用粗精復(fù)合銑刀盤6CKK315，用精加工刀片，沿橫梁(Y
軸向)走刀，在等高墊鐵上光出一個(gè)平面，在滑枕上放置一塊千分表，沿工作臺(tái)方向(X
軸向)在加工出的平面內(nèi)移動(dòng)一個(gè)準(zhǔn)確的長(zhǎng)度L二 200mm，此時(shí)可測(cè)量出兩點(diǎn)之間高低誤
差h = 0.037mm，通過公式計(jì)算誤差角a : tana = h/L = 0.037/200 = 0.000185 a = arc tan(h/L) = arc tanO.000185 = 0.000185° 已知等高墊鐵支撐工件的支撐點(diǎn)間距為2800mm，計(jì)算兩點(diǎn)之間高低差應(yīng)為
2800 X sinO.000185 = 0.51799mm - 0.52mm
密封面
























在對(duì)應(yīng)的支撐點(diǎn)下墊銅皮0.52mm，然后將工件2側(cè)面校直，按下面的程序加工
確定變量
Rl = -0.02 G54 G91 G17 ; GOXO Y0Z100 ; GO Z5.;
ROT Y0.000185 : S250 M03 ; Gl Z = Rl F200 Gl Y1750 F400 ;
程序起點(diǎn) 安全高度
平面沿Y軸旋轉(zhuǎn)0.000185c 主軸啟動(dòng) ; Z軸向下進(jìn)刀0.02mm
沿Y軸走刀
GOX-400 ; 快速退到X Y-1750 ; 快速退到Y(jié) G0X265; 到另一刀的起點(diǎn) G1Y1750F400;沿Y軸走刀 G0X1550 ; Y-1550 ; X1550 ;
Gl Y1750 F400 ; GO X400 ; Y-1750 ; X-265 ; Gl Y1750 ; GO Z100 ; M05 M09 M30
在加工過程中應(yīng)根據(jù)刀片的耐用度在刀片產(chǎn)生較大磨損之前強(qiáng)制更換刀片，在 本工件上規(guī)定刀具每沿Y軸走2刀，即走刀長(zhǎng)度達(dá)到3.5m更換一次光刀片。
通過這種方法加工的平面在去掉下面墊的銅皮后打表檢查，在整個(gè)平面上的 平面度在0.02mm以內(nèi)，無明顯接刀痕，在后續(xù)檢查中均能一次通過檢查，接觸達(dá)到 100%，表面粗糙度Ra3.2以下，完全取消了后續(xù)的龍銑和鉗工返工工序，節(jié)約了大量的 時(shí)間。
權(quán)利要求
一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法，其特征在于包括如下步驟1)得到刀具平面(4)與理想平面(5)之間的誤差?yuàn)A角α°的步驟；2)調(diào)整工件(2)的加工平面(6)傾斜夾角α°使之與刀具平面(4)平行的步驟；3)在數(shù)控系統(tǒng)中將待加工平面旋轉(zhuǎn)夾角α°使之與刀具平面(4)平行，或規(guī)定兩刀之間的間距并根據(jù)夾角α°規(guī)定下一刀上升或下降固定高度的步驟；通過上述步驟可以在工件上加工出達(dá)到質(zhì)量要求的高精度密封面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法，其特征在于通過 以下步驟得到誤差?yuàn)A角a ° :1) 在適當(dāng)部位焊接工藝搭子，使之形成與密封面平行的平面，劃密封面加工線的步驟；2) 工件(2)的密封面向下，在A/B/C/D處設(shè)置可調(diào)墊鐵和球面墊鐵，調(diào)節(jié)至等高，精 銑工藝搭子等高的步驟；3) 工件(2)密封面向上，工裝臺(tái)上在可安裝工藝搭子的部位裝四處等高墊鐵，龍門銑 銑四處墊鐵等高，將工藝搭子置于墊鐵上，壓緊，粗、半精銑密封面，留余量lmm ;4) 在等高墊鐵上沿Y軸走刀長(zhǎng)度L，測(cè)出兩點(diǎn)之間高低誤差h，通過公式a =arc tan(h/L)求出夾角a ° ;得出刀具平面(4)與理想平面(5)之間的誤差?yuàn)A角a° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法，其特征在于通過 以下步驟調(diào)整工件傾斜夾角1) 根據(jù)工藝搭子之間的間距K，通過公式H二KXsina，求得工藝搭子下應(yīng)墊的高 度H;2) 將高度為H的墊片墊在相應(yīng)的工藝搭子下的步驟；通過上述步驟可以調(diào)整工件(2)的加工平面(6)傾斜夾角a °使之與刀具平面(4)平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控龍門銑加工高精度密封面的方法，涉及數(shù)控銑床加工方法領(lǐng)域，通過獲得刀具平面的誤差?yuàn)A角α°，將工件調(diào)整傾斜夾角α°補(bǔ)償，并在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)加以設(shè)定，使刀具也沿此夾角α°運(yùn)行，從而可以在不添加設(shè)備的情況的下，補(bǔ)償龍門銑滑枕或主軸(即Z軸)與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向(即X軸)的誤差，消除接刀痕，滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，取消鉗工工序，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。采用本發(fā)明方法在3250mm×1320mm的整個(gè)平面上的平面度誤差在0.02mm以內(nèi)，無明顯接刀痕，在后續(xù)檢查中均能一次通過檢查，接觸達(dá)到100％，表面粗糙度Ra3.2以下，完全取消了后續(xù)的龍銑和鉗工返工工序，節(jié)約了大量的時(shí)間。
文檔編號(hào)B23C3/00GK101690984SQ20091027230
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者劉德志, 王登 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)江峽船舶柴油機(jī)廠