CN104476283A - 用于加工数控孔的整体式嵌套装置以及孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置以及孔加工方法，待加工零件为盒体零件，其待加工面为斜面，包括方体形的底板，在方体形底板上设有安装凹槽，安装凹槽的形状与盒体零件的形状相对应，且盒体零件待加工的斜面与底板的边平行；在安装凹槽上设有螺纹孔。1.盒体零件整体式嵌套装置不动，盒体上两个斜面的数控程序合二为一，中间暂停，旋转嵌套方向，两个侧面即可快速的完成加工，批量越多，效率越高；2.缓解了四轴、五轴数控机床的加工压力；3.加工质量完全满足技术要求，零件检验一次性通过率高；4.该整体式嵌套装置设计、加工简单，可靠，对类似零件的加工具有指导意义。

Description

用于加工数控孔的整体式嵌套装置以及孔加工方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置以及利用该整体式嵌套装置进行孔加工的方法，具体设计一种在盒体类零件的侧面孔加工中使用的整体式嵌套装置以及孔加工方法，属于数控孔技术领域。

背景技术

在机械加工的高精密产品中，越来越需要依赖于四轴或五轴数控机床加工才能完成。但是，由于四轴或者五轴数控机床的价格昂贵，通常来说，储备台数有限，主要是用于生产多曲面复杂造型零件，加工成本高。

因此，针对一些盒体类零件的侧面孔加工，如图1所示的盒体零件，该盒体零件上具备大小不一的多种类型孔，其中如图中的A面和B面的孔都是设置在斜侧面上。 虽然说，如图1所示的盒体零件可以在四轴或者五轴机床上一次性加工完成，但是，四轴和五轴机床的加工成本是三轴机床的5-8倍。如果像该类造型简单但批次较多的零件去占用稀缺资源，必定造成资源的浪费，加工成本高。因此，在四轴机床或者五轴机床资源有限的条件下，通常采用如下的加工流程来进行加工：

1.先用三轴机床完成除A/B面外的其他孔的加工；

2.将加工后的该盒体零件流转，到四轴或者五轴机床上，再通过四轴或者五轴机床进行A面和B面的加工。

上述加工方法，具备如下的不足之处：

1、工序不集中，造成时间及人力的浪费，周转需要时间，计划人员对该盒体零件不同的数控工序进行多次计划制定，形成浪费。

2、由于盒体零件二次加工，有可能存在定位误差，结果导致盒体零件不合格。

3、四轴机床和五轴机床属于稀有资源，加工成本高，平时主要用于有难度的曲面零件加工，用于这类盒体类零件加工会存在成本上的浪费。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置以及孔加工方法，解决现有盒体类零件的斜面加工需要用三轴机床配合四轴或者五轴机床流转，造成时间和资源上的浪费，并且加工成本高的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置，待加工零件为盒体零件，其待加工面为斜面，包括方体形的底板，在方体形底板上设有安装凹槽，安装凹槽的形状与盒体零件的形状相对应，且盒体零件待加工的斜面与底板的边平行；在安装凹槽上设有螺纹孔。

作为一种优选方式，盒体零件上具有两个待加工斜面，分别为待加工A向斜面和待加工B向斜面，底板上的安装凹槽以底板上的竖向对称线为对称轴左右对称，且盒体零件待加工的A向斜面或者B向斜面分别与底板的边平行；并且安装凹槽的中部设有螺纹孔。

作为进一步优选方式，所述安装凹槽为两个盒体零件以中部螺纹孔为旋转中心对称设置的与盒体零件形状对应的下凹结构。

作为一种优选方式，安装凹槽的底部距离底板边沿的距离大于虎钳夹持宽度h,h≥50mm。

作为一种优选方式，所述底板的长度a、宽度b、高度c分别为a=150mm、b=150mm、c=40mm。

一种用于加工数控孔的孔加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

首先，加工整体式嵌套装置：

1.下料，加工成方体形的底板；

2.先加工出一个与待加工盒体零件大小形状对应的一号适配凹槽，该安装凹槽中，盒体零件待加工的A向斜面与底板的边平行，然后再加工一个与该一号适配凹槽沿竖向对称的二号适配凹槽，在二号适配凹槽上，盒体零件待加工的B向斜面与底板的边平行；两个适配凹槽形成整体的盒体零件安装凹槽，在该安装凹槽的中部加工一个定位用螺纹孔；

3.用百分表检测安装凹槽中与盒体零件待加工的A向斜面与水平面的平行度，一旦平行度在0.02mm内，该整体式嵌套装置则合格，否则返回第二步重新校正；

然后，通过该整体式嵌套装置加工盒体零件数控孔：

4.将待加工的盒体零件嵌入一号适配凹槽内，并带上压板，压板通过螺栓穿过螺纹孔而固定；

5.装入虎钳，采用三轴机床加工A向斜面上的孔；

6.待A向斜面上的孔加工完成后，暂停，转动待加工盒体零件至二号适配凹槽，继续使用三轴机床加工B向斜面上的孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.盒体零件整体式嵌套装置不动，盒体上两个斜面的数控程序合二为一，中间暂停，旋转嵌套方向，两个侧面即可快速的完成加工，批量越多，效率越高；

2.缓解了四轴、五轴数控机床的加工压力；

3.加工质量完全满足技术要求，零件检验一次性通过率高；

4.该整体式嵌套装置设计、加工简单，可靠，对类似零件的加工具有指导意义。

附图说明

图1是本发明所要加工的盒体零件的结构示意图。

图2是本发明整体式嵌套装置的结构示意图。

图3是本发明加工时的立体示意图。

其中：1-底板，  2-安装凹槽，  3-螺纹孔，  4-待加工盒体零件， 5-压板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

如图1、2、3所示，一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置，待加工零件为盒体零件，其待加工面为斜面，该整体式嵌套装置的主体为方体形的底板1，在方体形底板1上设有安装凹槽2，安装凹槽2的形状与盒体零件的形状相对应，且盒体零件待加工的斜面与底板1的边平行；在安装凹槽2上设有螺纹孔3。

实施例1：加工一个如图1所示的盒体零件。

该盒体零件的特点是：

该盒体零件上具备大小不一的多种类型孔，其中如图1中的A面和B面的孔都是设置在斜侧面上；即盒体零件上具有两个待加工斜面，分别为待加工A向斜面和待加工B向斜面。

因此，为了适应该盒体零件的加工，在本实施例中，设计独特的安装凹槽形状，如图2所示：

底板1上的安装凹槽2以底板1上的竖向对称线为对称轴左右对称，且盒体零件1待加工的A向斜面或者B向斜面分别与底板1的边平行，并且安装凹槽2为两个盒体零件以中部螺纹孔3为旋转中心对称设置的与盒体零件形状对应的下凹结构。在安装凹槽2的中部设有螺纹孔3，用于安装夹板5。安装凹槽2的底部距离底板1边沿的距离大于虎钳夹持宽度h,h≥50mm，便于虎钳的夹持。

根据该盒体零件的结构特点及绝大多数数控机床钳口深度，制作整体式嵌套装置，以达到只用普通三轴数控机床就可以完成A向和B向视图上的孔加工，其具体加工方法包括如下步骤：

首先，加工整体式嵌套装置：

1.下料，加工成方体形的底板；底板的长度a、宽度b、高度c分别为:a=150mm、b=150mm、c=40mm。要求底板六个面的平面度在0.02mm内，垂直度0.05mm内。

2. 根据盒体零件的尺寸、底板的尺寸及大多数虎钳夹持的尺寸来制作安装凹槽：先加工出一个与待加工盒体零件大小形状对应的一号适配凹槽，该安装凹槽中，盒体零件待加工的A向斜面与底板的边平行，然后再加工一个与该一号适配凹槽沿竖向对称的二号适配凹槽，在二号适配凹槽上，盒体零件待加工的B向斜面与底板的边平行；两个适配凹槽形成整体的盒体零件安装凹槽，在该安装凹槽的中部加工一个定位用螺纹孔。

其中，安装凹槽竖向对称，螺纹孔设置于便于安装盒体零件的位置，预留h=50mm的虎钳夹持位置，该尺寸设计可根据实际情况进行调整。

3.用百分表检测安装凹槽中与盒体零件待加工的A向斜面与水平面的平行度，一旦平行度在0.02mm内，该整体式嵌套装置则合格，否则返回第二步重新校正。

然后，通过该整体式嵌套装置加工盒体零件数控孔：

4.将待加工的盒体零件嵌入一号适配凹槽内，并带上压板，压板通过螺栓穿过螺纹孔而固定；

5.装入虎钳，采用三轴机床加工A向斜面上的孔；

6.待A向斜面上的孔加工完成后，暂停，转动待加工盒体零件至二号适配凹槽，继续使用三轴机床加工B向斜面上的孔。

安装凹槽设计原理：即将A向、B向孔所在面旋转至与机床主轴垂直位置，以零件最大外轮廓为安装凹槽边界，以符合三轴数控机床加工原理。严格控制整体式嵌套装置上安装凹槽与实际零件外形的配合误差以及安装凹槽关于X轴的对称度，保证X轴对称度的目的在于在实际加工中操作者只需均分整体式嵌套装置外形尺寸即可找到X方向基准点。另外，盒体零件嵌套在整体式嵌套装置上之后，A、B向孔所在面必须满足与水平面的平行度要求。

为了快速的实现加工，可将人工操作用数控代替。对三轴机床进行数控编程，数控编程时，将整体式嵌套装置与盒体零件当作一个整体。编制完A向孔程序后，控制机床暂停,再编制B向孔程序，程序编制完毕。程序转换为数控语言进行实际加工，实际加工过程就是在A向孔加工完后机床暂停运行，主轴提高至安全高度，此时加工者松压板，盒体零件转向嵌套，再拧紧压板，按机床开始键继续加工B向孔。下一件盒体零件重复以上内容。

将零件送检，加工所得斜面孔与其所在面垂直度0.02mm，完全符合技术要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于加工数控孔的整体式嵌套装置，待加工零件为盒体零件，其待加工面为斜面，其特征在于：整体式嵌套装置包括方体形的底板，在方体形底板上设有安装凹槽，安装凹槽的形状与盒体零件的形状相对应，且盒体零件待加工的斜面与底板的边平行；在安装凹槽上设有螺纹孔。

2.如权利要求1所述的用于加工数控孔的整体式嵌套装置，其特征在于：盒体零件上具有两个待加工斜面，分别为待加工A向斜面和待加工B向斜面，底板上的安装凹槽以底板上的竖向对称线为对称轴左右对称，且盒体零件待加工的A向斜面或者B向斜面分别与底板的边平行；并且安装凹槽的中部设有螺纹孔。

3.如权利要求2所述的用于加工数控孔的整体式嵌套装置，其特征在于：所述安装凹槽为两个盒体零件以中部螺纹孔为旋转中心对称设置的与盒体零件形状对应的下凹结构。

4.如权利要求1所述的用于加工数控孔的整体式嵌套装置，其特征在于：安装凹槽的底部距离底板边沿的距离大于虎钳夹持宽度h,h≥50mm。

5.如权利要求1所述的用于加工数控孔的整体式嵌套装置，其特征在于：所述底板的长度a、宽度b、高度c分别为:a=150mm、b=150mm、c=40mm。

6.如权利要求2所述的用于加工盒体零件数控孔的孔加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

首先，加工整体式嵌套装置：

1.下料，加工成方体形的底板；

2.先加工出一个与待加工盒体零件大小形状对应的一号适配凹槽，该安装凹槽中，盒体零件待加工的A向斜面与底板的边平行，然后再加工一个与该一号适配凹槽沿竖向对称的二号适配凹槽，在二号适配凹槽上，盒体零件待加工的B向斜面与底板的边平行；两个适配凹槽形成整体的盒体零件安装凹槽，在该安装凹槽的中部加工一个定位用螺纹孔；

3.用百分表检测安装凹槽中与盒体零件待加工的A向斜面与水平面的平行度，一旦平行度在0.02mm内，该整体式嵌套装置则合格，否则返回第二步重新校正；

然后，通过该整体式嵌套装置加工盒体零件数控孔：

4.将待加工的盒体零件嵌入一号适配凹槽内，并带上压板，压板通过螺栓穿过螺纹孔而固定；

5.装入虎钳，采用三轴机床加工A向斜面上的孔；

6.待A向斜面上的孔加工完成后，暂停，转动待加工盒体零件至二号适配凹槽，继续使用三轴机床加工B向斜面上的孔。