不能装夹在回转中心上零件的加工

艾心灵，仇振安，孙广举

（1.中航工业郑州飞机装备有限责任公司，郑州 450005；2.陆航驻洛阳地区军事代表室，郑州 450005）

0 引言

为了满足产品高精尖性能要求，越来越多的零件加工难度增加。有些零件就需要在A 轴（或卧加）上加工，这些零件共同特征是：斜面、斜孔多，规则弧面不同心，多用两高精度孔定位。加工这些零件的难点在于：一是零件编程中心很难或无法装在A 轴旋转中心；二是某些规则弧面编程中所用方程复杂。

对于上述问题，目前通常的处理办法主要有如下几种：1）制做专用工装，确保编程中心与A 轴中心重合，该方法的缺点是工装不具通用性，可能一种零件就需要一套工装，工装制造周期长、成本高；2）将编程中心选在定位销中心上，A 轴旋转至一个面，对一次刀，建立一个坐标系，面越多，越费事，并且不能发挥A 轴优势；3）弧面不同心时，需求解弧面轨迹插补方程，程序编制麻烦。

1 方法依据

通过坐标系转换，可在一定程度上解决上述困难。本文所述方法如下：1）零件绕任意轴线旋转角度θ，零件上与该轴线平行（重合）平面亦转过角度θ，而与轴线位置无关；2）A 轴机床X、Y、Z 轴方向固定不变，与A 轴转角无关；3）通常将零件某一点（如零件几何中心、编程中心、销子中心或与之相关联的某一点）装至A 轴旋转中心很困难，然而夹具装在机床后，找到该点与A 轴中心位置关系却相对简单，可设定A0面，通常是两销子连线所在平面，然后对刀找出销子相对A 轴轴心所在位置，供后续编程使用。

以两种典型零件的加工为例，其中一个零件面多，一个存在非同心圆，都需要上A 轴进行加工，零件结构如图1所示。

图1 两种斜面、斜孔较多，规则弧面不同心的典型性零件剖面图

2 编程方法

如图2 所示，直线1、2、3、4、5 所在方向均需钻孔，通常期望B 点可装在A 轴中心上，编程对刀均方便。实际上，装好后发现A 轴中心在A 点位置，这时就需要坐标的转换。

图2 坐标系转换示意图

通过前面叙述，零件绕A 点旋转与绕B 点旋转对零件各直线、面方向的影响相同。也就是说如果直线1 绕A转50°变水平，那么它绕B 转50°同样变水平，其区别仅在于直线1 上某点相对于旋转中心的位置不同。

设零件上有某点C，那么AC=AB+BC，实际上，在B点建立G52 坐标系正常编程，加工时在A 点（实际旋转中心）建立G54 坐标系，可以推导出B 点相对于A 点的关系：#3=1AB1=f（#1，#2），#4=θ=g（#1，#2），θ 值为初值，执行时加入以下语句：

G52Y［-#3*COS［#4±#5］］Z［-#3*SIN［#4±#5］］

其中：#5为转过角度；正负号中顺时针选负值，逆时针取正值（沿X 轴正向看去）。

上述表达式不唯一，此例供参考。

3 加工实例

1）本程序为在圆周上钻一周孔，装夹时圆周中心不在A 轴中心，如图1（a）。

2）本程序为非同心圆的实例，如图1（b）。

4 结语

通过建立编程坐标系与旋转中心坐标系之间的位置转换，通过虚拟加工及实际加工过程验证，解决了在某些斜面、斜孔较多和规则弧面不同心零件的加工过程中，不能保证零件编程中心能够准确装夹在A 轴（或卧加）旋转中心的问题，实现了零件仅一次装夹就可完成多方位加工，对实际生产中类似零件的加工具有一定的借鉴意义。