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1 机床选用
根据中小零件加工车间的加工能力，选用XK715F小型数控铣作为加工机床，参数如下：
工作台面：500×2000(mm×mm)；
纵向行程：1400mm；
横向行程：500mm ；
当量位移：x·y·z 0.001mm/脉冲。
2 试验过程
难点：如何保证各个预钻孔位置的坐标系的选用，保证弧段内外圆的尺寸精度，装夹及窜动时保证定位面贴合。
原理：如图1所示，初始机床原点将处于精加工尺寸的内圆与两个找正销的垂直中心线的交点P0(x0,y0,z0)处，同时利用找正销定位，使弧段在外圆沿弧段周向窜动时对尺寸精度没有影响。数控铣确定并记下机床原点位置后计算出弧段圆心相对于P0坐标，将弧段分两段铣削。内外圆加工完成后，选定预钻孔坐标系，列出弧段导叶孔的线切割预钻孔圆心坐标，然后按照各点坐标钻出预钻孔。 （图片）
图1 原始坐标系 过程：以图2所示的产品为例。为解决以上难点，采用f50 h7找正销2个、辅助销1个，f8 h7定位销1个。先将扇形段毛坯装夹于机床的工作台上，按机床的最大行程铣出外圆的部分圆弧，然后垫上Q235-A·F钢板30×800×200,装夹于工作台上，在工艺钢板上钻铰3-f50H7销孔，其中2个为找正销孔、1个为辅助销孔，辅助销孔在找正销的右侧，3个销孔相对间隔距离260mm，并且销孔与弧段外圆相外切，打入找正销。将已铣出的外圆靠紧在找正销上，用压板压住。按找正销及图1将机床原点确定在精加工后弧段内圆位置上，计算出扇形段圆心相对于机床原点的坐标。用窜动工件的方法，铣准剩余部分外圆。用铣外圆时窜动工件的方法，铣准全部内圆及左侧辐射端面。打入辅助销，窜动工件。（图片）
图2 产品示意图 将左侧辐射端面置于找正销圆心的垂直中心线上，装夹。本步骤的目的是为了以辐射端面与外圆的交点为定位孔坐标系的原点，建立x2oy2坐标系，以便于确定各个定位孔的圆心坐标。如图2所示。
下面讨论各预钻孔位置的相对坐标计算的计算方法。（图片）
图3 型线及预钻孔位置图 图3为围带孔型线图，该图给出了原始坐标和转角后的坐标系选取及预钻孔的位置。在保证辐射端面处于2个找正销中心连线的垂直中心线上，按图2所示的坐标系，通过点坐标查询，列出向右10个定位点的坐标值，如表1所列。将机床原点移至外圆与左侧辐射端面的交点处，按表1给出的坐标，在围带上按图3所示位置，向右钻出10个预钻孔，并在靠近左端预钻孔位置处钻铰f8H7定位销孔，同时钻铰在工艺钢板上。窜动扇形段。插入f8定位销。按如上步骤完成剩余预钻孔的加工。导叶孔型线由圆弧拟合，关键点由如图3的型线图给出11点坐标，同时将转换后的坐标点列表，如表2所列。表1定位点坐标
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | | 坐标 | x2 | 149.395 | 246.907 | 344.086 | 440.800 | 536.919 | 632.314 | 726.854 | 820.414 | 912.866 | 1004.086 | | y2 | 107.218 | 114.499 | 125.358 | 139.779 | 157.744 | 179.227 | 204.201 | 232.630 | 364.477 | 299.699 |
表2 3.5047/e型线原始及安装角35°坐标
| 序号 | 原始坐标(x1oy1) | 安装角35°坐标(xoy) | | x1 | y1 | x | y | | 1 | 0.001 | 5.7069 | 134.043 | 88.029 | | 2 | 28.651 | 39.837 | 130.150 | 43.638 | | 3 | 69.231 | 37.567 | 95.607 | 22.221 | | 4 | 159.583 | 1.418 | 0.861 | 0.009 | | 5 | 158.993 | 0.0465 | 0.558 | 1.471 | | 6 | 78.081 | 20.012 | 78.288 | 31.526 | | 7 | 9.053 | 1.191 | 124.038 | 86.536 | | 8 | 103.144 | 25.886 | 61.128 | 12.339 | | 9 | 161.241 | 4.004 | 0.987 | -3.060 | | 10 | 161.591 | 2.887 | 0.059 | -2.346 | | 11 | 159.872 | 0.330 | 0 | 0.735 |
3 结论
通过窜动锥围带扇形段，可以缓解龙门铣加工负荷，利用XK715 F对零件进行加工，通过设置找正销与辅助销及其相互位置，可以解决扇形段在机床上的定位、找正问题；通过坐标转换，可以解决零件窜动后的定位孔中心确定问题。
总之，按如上方法，可以很好地使小设备解决大问题，保证图纸要求，并且装配后的状态很好，满足装配及加工要求。按照上述方法节约了加工成本，并填补了本厂在类似零件由大型龙门铣转由小型数控立铣加工中的加工方法上的空白，并为以后加工类似零件提供了经验。
4/26/2005
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