单点金刚石车床和异形工件的加工方法

摘要

一种单点金刚石车床，包括常规数控车床的工件轴向位移导轨轴（Z轴）、横向位移导轨轴（X轴）和单晶金刚石刀具，在径向位移导轨轴上增设一个主轴回转分度轴（C轴），在所述的工件轴向位移导轨轴上安装一个可调角度的三维刀架，所述的单晶金刚石刀具固定在所述的三维刀架上，待加工的工件固定在所述的主轴分度轴上，使用工件轴向位移导轨轴来调整加工工件的Z向位移，使用横向位移导轨轴控制加工工件的X向位移和进行异形工件的加工方法。本发明利用单点金刚石主轴的C轴分度功能编制2至3轴联动可在圆柱面和球面上实现刨削成型加工，具有对异形工件精密加工的特点。

主权项

一种利用单点金刚石车床进行异形工件的加工方法，该单点金刚石车床，包括常规数控车床的工件轴向位移导轨轴Z轴、横向位移导轨轴X轴和单晶金刚石刀具，其特征在于：在径向位移导轨轴上增设一个主轴回转分度轴C轴，在所述的工件轴向位移导轨轴Z轴上安装一个可调角度的三维刀架，所述的单晶金刚石刀具固定在所述的三维刀架上，待加工的工件固定在所述的主轴回转分度轴C轴上，使用工件轴向位移导轨轴Z轴来调整加工工件的Z向位移，使用横向位移导轨轴X轴控制加工工件的X向位移，该加工为在工件外圆柱面上加工滚花状三棱锥集；其特征在于，该方法包括下列步骤；①根据工件表面加工轮廓选取单晶金刚石刀具的几何参数：刀尖圆弧R和刀具夹角θ；②伺服联动坐标轴转换；③编制单晶金刚石刀具加工刀路程序，采用XC、ZC两轴联动加工或XZC三轴联动加工，完成具有滚花、沟槽、螺旋柱面异形工件的初步加工，具体如下：首先，将刀具安置在待加工的工件的三个面，产生三个方向的刀具路径，然后，计算三棱锥在待加工工件外圆的均布总数量N，公式如下：N＝πD/Y其中，D为加工工件外圆口径，Y为单个三棱锥底边三角形的边长；接着，计算刀具经过单个三棱锥的一个面加工坐标中主轴回转分度轴C轴的旋转量C′，公式如下：C′＝N/360°计算刀具经过单个三棱锥的一个面加工坐标中工件轴向位移导轨轴Z轴的位移量Z′,公式如下：Z′＝sin(60°)Y最后，根据加工三棱锥总数在这一刀路的具体数量M，确定这一刀路子程序C轴和Z轴联动程序的语句总数P＝M；将三个刀具路径方向的CZ联动程序设为子程序；根据待加工工件上三棱锥在各个刀路的具体路径数量编制宏程序作为循环主程序，分别用三维刀架调刀仪对工件三个方向刀具的方向进行调整，三个路径依次加工；④后期测量，调整加工参数与装夹精度进行再加工:工件初步加工完整后，通过20X显微测量镜测量三棱锥各个边长，利用白光干涉仪测量三棱锥矢高,调整所述的单晶金刚石刀具的几何角度和所述的三维刀架的角度的装夹精度，进行补偿加工，完成具有滚花、沟槽、螺旋柱面异形工件的最后加工。