CN102922004B - 坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的坐标镗床零件加工点测量辅助装置及测量方法,属于机械加工技术领域,主要解决的问题是:当加工件上待加工孔的轴线与主轴轴线成一定角度θ时,则要将工作台转动θ角,使待加工孔的轴线与主轴轴线平行,此时,加工点的坐标值通过间接的方法进行测量,现有技术是利用调整销进行间接测量,但实际工作中,调整销使用起来,较繁琐,效率不高的问题;本发明的特点是,利用辅助装置结合三角函数计算,得到工作台转动θ角后加工点的坐标值。所述辅助装置包括钢球、顶杆和基座;利用三角函数通过公式:X=a1+rcos(θ-α),计算加工点的坐标值,通过工作台的水平旋转和纵向旋转,再平移工作台进行加工点的确定。

Description

坐标错床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法
技术领域
[0001] 本发明属于机械加工技术领域,具体涉及坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置 及测量方法。
背景技术
[0002] 在坐标镗机床上,加工件固定于工作台上,主轴轴线与被加工孔的轴线平行时,通 过改变工作台的X轴、y轴坐标值,将加工孔的轴线调整到与主轴轴线重合,此时即可进行 加工孔的操作;当加工件上待加工孔的轴线与主轴轴线成一定角度θ时,则要将工作台转 动θ角,使待加工孔的轴线与主轴轴线平行,此时,加工点的坐标值通过间接的方法进行 测量,然后根据测量结果进行调节工作台,进行孔的加工;现有技术是利用调整销进行间接 测量,但实际工作中,调整销使用起来,较繁琐,效率不高。
发明内容
[0003] 本发明的目的是解决现有技术存在的问题,利用辅助工具及数学计算对坐标镗床 零件加工点进行测定。
[0004] 本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是:
[0005] 坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置,其特征是:包括钢球、顶杆和基座;所述 钢球固定在顶杆的顶端;所述顶杆的下端与基座螺纹连接。
[0006] 坐标键床零件加工点坐标测量方法,其特征是:使用所述的坐标键床零件加工点 坐标测量辅助装置,用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标,再结合三 角函数计算工作台旋转后零件加工点的坐标;具体步骤如下:
[0007] 1)首先将加工件安装在工作台上便于加工的合适位置;
[0008] 2)安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置在工作台上,且使辅助装置轴线垂 直于工作台表面,并使辅助装置轴线与待加工孔轴线的纵向投影相交;用杠杆百分表测出 钢球球心相对于机床坐标原点的X轴、y轴坐标值,并记录为((V 02);用杠杆百分表测出加 工点相对于机床坐标原点的X轴、y轴坐标值,并记录为(〇3, 〇4);其中:加工点为待加工孔 轴线与加工件表面的交点;
[0009] 所述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点;所述为工作台水平旋转 前钢球球心的横坐标;所述02为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标;所述03为工作台水 平旋转前加工点的横坐标;〇4为工作台水平旋转前加工点的纵坐标;
[0010] 3)由以下公式计算钢球球心到加工点之间的连线与X轴之间的夹角β :
[0011] β =arctg ( I 04-021 + I c^-Oi I )其中:I 04-021 + I c^-Oi I 为 〇4 与 〇2 的差值的绝对值 除以〇3与〇1差值的绝对值;
[0012] 4)水平旋转工作台β角度,使待加工孔轴线和辅助装置轴线两线所在平面与X轴 平行;
[0013] 5)用杠杆百分表测出钢球球心相对于机床坐标原点的X轴、y轴和ζ轴坐标值,并 记录为(a, b, c);
[0014] 其中:a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标;b为工作台旋转β角后钢球球 心的纵坐标;c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高度;
[0015] 6)测量出以钢球球心为坐标原点的加工点的X轴坐标值Δ a,则加工点的坐标为 (a+Λ a,b,cl);其中Λ a为加工点相对于钢球球心的水平长度;cl为加工点相对于横纵坐 标所决定的平面的高度;
[0016] 7)工作台绕旋转中心纵向旋转Θ角,其中:Θ为待加工孔轴线与机床主轴轴线所 夹的角;
[0017] 8)用杠杆百分表测量钢球球心的X轴、y轴坐标值,并记录该点坐标为(al、b);其 中:al为钢球球心到Y轴的水平距离;
[0018] 9)测量过钢球球心的X轴平行线与钢球球心到加工点之间连线所夹的角α ;计算 钢球球心到加工点两点之间的距离r :
[0020] 10)加工点相对于机床坐标原点的X轴坐标值X通过如下公式计算:
[0021] X=al+rcos ( θ-α );其中:α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线 之间的夹角;
[0022] 本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
[0023] 本发明由于采用了辅助装置,使得镗床上零件加工点位置的测量及计算简化,力口 工效率明显提高。
附图说明
[0024] 图1为本发明的辅助装置示意图;
[0025] 图2为本发明加工件及辅助装置在镗床工作台上安装示意图;
[0026] 图3为本发明镗床工作台转动一定角度后加工零件及辅助装置示意图;
[0027] 图4为本发明数学计算的几何图形;
[0028] 图5为本发明工作台水平旋转β角度之前俯视坐标示意图;
[0029] 图6为本发明工作台水平旋转β角度之后俯视坐标示意图。
[0030] 图中:1 一钢球;2-顶杆;3-基座;4一辅助装置;5-旋转中心;6-工作台;7- 加工件;8-加工点;10-待加工孔轴线;11一机床主轴轴线;12-钢球球心;13-辅助装置 轴线;14一X轴平行线;15-工作台表面;16-在辅助装置轴线与待加工孔轴线所决定的平 面上过钢球球心的工作台表面平行线;17-过加工点的机床主轴轴线的平行线;19 一钢球 球心到加工点两点之间的距尚r ;20-机床坐标原点;21-〇3 ;22一〇4 ;23-〇! ;24一〇2 ;25一 β ;26 - Δ a ;27_a ;28_b〇
具体实施方式
[0031] 如图1、图2和图3所示,坐标键床零件加工点坐标测量辅助装置,其特点是:包括 钢球1、顶杆2和基座3 ;所述钢球1固定在顶杆2的顶端;所述顶杆2的下端与基座3螺纹 连接。
[0032] 坐标镗床零件加工点坐标测量方法,其特点是:使用所述的坐标镗床零件加工点 坐标测量辅助装置4,用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标,再结合三 角函数计算工作台旋转后零件加工点的坐标;具体步骤如下:
[0033] 1)首先将加工件7安装在工作台6上便于加工的合适位置;
[0034] 2)安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置4在工作台6上,且使辅助装置轴 线13垂直于工作台表面15,并使辅助装置轴线13与待加工孔轴线10的纵向投影相交;用 杠杆百分表测出钢球球心12相对于机床坐标原点20的X轴、y轴坐标值,并记录为((V 02); 用杠杆百分表测出加工点8相对于机床坐标原点20的X轴、y轴坐标值,并记录为(03,0 4); 其中:加工点8为待加工孔轴线10与加工件表面的交点;
[0035] 所述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点;所述为工作台水平旋转 前钢球球心的横坐标23 ;所述02为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标24 ;所述03为工 作台水平旋转前加工点的横坐标21 ;04为工作台水平旋转前加工点的纵坐标22 ;
[0036] 3)由以下公式计算钢球球心12到加工点8之间的连线与X轴之间的夹角β 25 :
[0037] β =arctg ( | 〇4_〇21 + | OfOi | )其中:| 〇4_〇21 + | OfOi | 为 〇4 与 〇2 的差值的绝对值 除以〇3与〇1差值的绝对值;
[0038] 4)水平旋转工作台β角度,使待加工孔轴线10和辅助装置轴线13两线所在平面 与X轴平行;
[0039] 5)用杠杆百分表测出钢球球心12相对于机床坐标原点20的X轴、y轴和ζ轴坐 标值,并记录为(a, b,c);
[0040] 其中:a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标27 ;b为工作台旋转β角后钢球 球心的纵坐标28 ;c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高度;
[0041] 6)测量出以钢球球心12为坐标原点的加工点8的X轴坐标值Δ a,则加工点的坐 标为(a+Λ a,b,c 1);其中Λ a为加工点相对于钢球球心的水平长度26 ;c 1为加工点相对 于横纵坐标所决定的平面的高度;
[0042] 7)工作台6绕旋转中心5纵向旋转Θ角,其中:Θ为待加工孔轴线1〇与机床主 轴轴线11所夹的角;
[0043] 8)用杠杆百分表测量钢球球心的X轴、y轴坐标值,并记录该点坐标为(al、b);其 中:al为钢球球心到Y轴的水平距离;
[0044] 9)测量过钢球球心的X轴平行线与钢球球心到加工点之间连线所夹的角α ;计算 钢球球心到加工点两点之间的距离rl9 :
[0046] 10)加工点相对于机床坐标原点的X轴坐标值X通过如下公式计算:
[0047] X=al+rcos ( θ-α );其中:α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线 之间的夹角;
[0048] 计算依据原理:
[0049] 如图4所示,工作台6绕旋转中心5转动Θ角后,工作台表面15与X轴的夹角 等于Θ,此时,在辅助装置轴线13与待加工孔轴线10所决定的平面上过钢球球心12的工 作台表面平行线16与过钢球球心12且与X轴平行线14所形成的夹角也等于Θ,此时,在 钢球球心12与加工点8的连线、X轴平行线14和过加工点的机床主轴轴线的平行线17所 围成的三角形中,角(θ-α )的邻边即为加工点相对于以钢球球心为原点的X轴坐标值为 rcos ( θ - α ),则加工点相对于机床度坐标原点的X轴坐标值X值为al+rcos ( θ - α );调 节顶杆高度能够改变α角和r的数值,从而使计算简化。

Claims (1)

1.坐标镗床零件加工点坐标测量方法,其特征是:使用坐标镗床零件加工点坐标测量 辅助装置(4),用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标,再结合三角函数 计算工作台旋转后零件加工点的坐标;所述的坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置(4) 包括钢球(1)、顶杆(2)和基座(3);所述钢球(1)固定在顶杆(2)的顶端;所述顶杆(2)的 下端与基座(3)螺纹连接;具体步骤如下: 1) 首先将加工件(7)安装在工作台(6)上便于加工的合适位置; 2) 安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置(4)在工作台(6)上,且使辅助装置轴 线(13)垂直于工作台表面(15),并使辅助装置轴线(13)与待加工孔轴线(10)的纵向投影 相交;用杠杆百分表测出钢球球心(12)相对于机床坐标原点(20)的X轴、y轴坐标值,并 记录为(01,02);用杠杆百分表测出加工点(8)相对于机床坐标原点(20)的X轴、y轴坐 标值,并记录为(03, 04);其中:加工点(8)为待加工孔轴线(10)与加工件表面的交点;所 述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点;所述01为工作台水平旋转前钢球球 心的横坐标(23);所述02为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标(24);所述03为工作台 水平旋转前加工点的横坐标(21) ;04为工作台水平旋转前加工点的纵坐标(22); 3) 由以下公式计算钢球球心(12)到加工点⑶之间的连线与X轴之间的夹角β (25): β =arctg(|o4-〇2| + |〇3-〇l|)其中:|〇4-〇2| + |〇3-〇1| 为 〇4 与 〇2 的差值的绝对值除以 〇3与〇1差值的绝对值; 4) 水平旋转工作台β角度,使待加工孔轴线(10)和辅助装置轴线(13)两线所在平面 与X轴平行; 5) 用杠杆百分表测出钢球球心(12)相对于机床坐标原点(20)的X轴、y轴和ζ轴坐 标值,并记录为(a,b,c);其中:a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标(27) ;b为工作 台旋转β角后钢球球心的纵坐标(28) ;c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高 度; 6) 测量出以钢球球心(12)为坐标原点的加工点⑶的X轴坐标值Δ a,则加工点的坐 标为(a+Aa,b,cl);其中Aa为加工点相对于钢球球心的水平长度(26) ;cl为加工点相对 于横纵坐标所决定的平面的高度; 7) 工作台(6)绕旋转中心(5)纵向旋转Θ角,其中:Θ为待加工孔轴线(1〇)与机床 主轴轴线(11)所夹的角; 8) 用杠杆百分表测量钢球球心的X轴、y轴坐标值,并记录该点坐标为(al、b);其中: al为钢球球心到Y轴的水平距离;
10)加工点相对于机床坐标原点的X轴坐标值X通过如下公式计算:X = al+rC〇S(0-a);其中:α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线之间的夹 角。
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