CN108188775A - 多侧面工件径向孔的加工方法 - Google Patents

多侧面工件径向孔的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多侧面工件径向孔的加工方法，该方法包括：将多个待加工工件沿工作台的外边缘夹装；获取每个待加工工件的坐标；测量每个待加工工件的尺寸参数；获取每个待加工工件的校准角度；根据每个待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到待加工工件的每个侧面的加工角度，加工角度为当对应的待加工工件的侧面与刀头相互垂直时，工作台由初始位置起所转过的角度；根据各个加工角度和各待加工工件的坐标，在各个待加工工件的侧面加工径向孔。本发明提高了数控加工多侧面工件径向孔的效率。

Description

多侧面工件径向孔的加工方法
技术领域
本发明涉及数控加工领域，特别涉及一种多侧面工件径向孔的加工方法。
背景技术
数控加工是一种在数控机床上对零件进行加工的工艺方法，通常用于高精度零件的加工。
现有一种待加工工件，其具有多个侧面，需要利用数控加工工艺在各个侧面上加工出径向孔。现有的加工方法通常为，将待加工工件放置在数控机床的工作台上，并对待加工工件进行校对，使得待加工工件的中心与工作台的回转中心重合，然后通过数控机床对待加工工件进行加工。
然而，由于待加工工件需要放置在工作台的回转中心上，所以在同一时间内，工作台上只能放置一个待加工工件，如果待加工工件的数量较多，那么只能依次排队加工，且每一个新放置在工作台上的待加工工件都需要与工作台的回转中心进行重新校对，导致加工效率十分低下。
发明内容
为了解决现有数控加工方法加工多侧面工件径向孔效率低的问题，本发明实施例提供了一种多侧面工件径向孔的加工方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种多侧面工件径向孔的加工方法，所述加工方法包括：
将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，所述多个待加工工件沿所述工作台的外边缘布置；
获取每个所述待加工工件的坐标；
测量每个所述待加工工件的尺寸参数，所述尺寸参数包括每相邻两个侧面之间的夹角；
将所述工作台由初始位置旋转第一角度，使得一个所述待加工工件有一侧面与所述机床的刀头相互垂直，所述第一角度为该所述待加工工件的校准角度，将所述工作台由初始位置旋转第二角度，使得另一个所述待加工工件有一侧面与所述机床的刀头相互垂直，所述第二角度为该所述待加工工件的校准角度，直至获取每个所述待加工工件的校准角度；
根据每个所述待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到所述待加工工件的每个侧面的加工角度，所述加工角度为当对应的所述待加工工件的侧面与所述刀头相互垂直时，所述工作台由初始位置起所转过的角度；
根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔。
进一步地，所述将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，所述多个待加工工件沿所述工作台的外边缘布置包括：
通过通用夹具将所述待加工工件装夹在所述工作台上。
进一步地，所述获取每个所述待加工工件的坐标包括：
通过机床测量每个所述待加工工件的中心点的坐标
进一步地，所述测量每个所述待加工工件的尺寸参数，包括：
获取所述待加工工件的各个侧面上加工径向孔的位置参数。
进一步地，在所述测量每个所述待加工工件的尺寸参数之后，包括：
比较测量出的每个所述待加工工件的尺寸参数与设计的所述待加工工件的尺寸参数是否在设计要求的公差内。
进一步地，所述校准角度获取方式包括：
选取一个所述待加工工件，获取所述工作台从起始位置转至所述待加工工件上第一个与刀头垂直的侧面的位置所转过的角度。
进一步地，在所述根据每个所述待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到所述待加工工件的每个侧面的加工角度之前，包括；
检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格。
进一步地，所述根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔之前包括：
将所述加工角度由小到大排序，旋转所述工作台按照所述加工角度排序加工所述待加工工件。
进一步地，所述根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔之后，包括：
再检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格并拆卸已加工完的所述待加工工件，对下一组所述待加工工件加工。
进一步地，在所述将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，所述多个待加工工件沿所述工作台的外边缘布置之前包括：
清扫所述工作台并检查所述工作台上刀具和夹具工作状态。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例通过将待加工工件装夹在偏离工作台中心位置，从而可以在工作台上装夹多个待加工工件，提高了工作台的利用率，同时，将待加工工件装夹在工作台偏离中心位置，省去了待加工工件装夹时将其中心与机床中心校准的步骤，缩减了待加工工件的加工周期，提高了待加工工件加工的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种多侧面工件径向孔的加工方法流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种多侧面工件径向孔的加工方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种五棱柱获取校准角度的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种三棱柱各侧面旋转至与刀头垂直位置的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种五棱柱各侧面旋转至与刀头垂直位置的示意图；
图中各符号表示含义如下：
1-工作台，2-待加工工件，3-刀具。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种多侧面工件径向孔的加工方法，该方法通过数控机床加工的多侧面工件，其中多侧面工件为多边形柱体结构，该方法将工件放置在偏离机床工作台中心位置，通过将多侧面工件的各个侧面旋转至与刀具入刀方向垂直的位置实现多侧面工件对各个侧面的加工的目的。
图1是本发明实施例提供的一种多侧面工件径向孔的加工方法流程图，如图1所示：
步骤101：提供待加工工件，待加工工件为棱柱结构件。
步骤102：将多个待加工工件夹装在机床的工作台上，多个待加工工件沿工作台的外边缘布置。
具体地，在实现步骤102时，选取合适数量的待加工工件并通过夹具固定在机床工作台上。
步骤103：获取每个待加工工件的坐标。
步骤104：测量每个待加工工件的尺寸参数，尺寸参数包括每相邻两个侧面之间的夹角。
步骤105：将工作台由初始位置旋转第一角度，使得一个待加工工件有一侧面与机床的刀头相互垂直，第一角度为该待加工工件的校准角度，将工作台由初始位置旋转第二角度，使得另一个待加工工件有一侧面与机床的刀头相互垂直，第二角度为该待加工工件的校准角度，直至获取每个待加工工件的校准角度。
步骤106：根据每个待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到待加工工件的每个侧面的加工角度，加工角度为当对应的待加工工件的侧面与刀头相互垂直时，工作台由初始位置起所转过的角度。
步骤107：根据各个加工角度和各待加工工件的坐标，在各个待加工工件的侧面加工径向孔。
本发明实施例通过将待加工工件装夹在偏离工作台中心位置，从而可以在工作台上装夹多个待加工工件，提高了工作台的利用率，同时，将待加工工件装夹在工作台偏离中心位置，省去了待加工工件装夹时将其中心与机床中心校准的步骤，缩减了待加工工件的加工周期，提高了待加工工件加工的效率。
图2是本发明实施例提供的另一种多侧面工件径向孔的加工方法流程图，参见图2，该修换方法包括：
步骤201：提供待加工工件，待加工工件为棱柱结构件。
具体地，棱柱结构件不限于正棱柱结构，还可以是各侧面夹角不同的棱柱结构，在此不做限制。
步骤202：清扫工作台并检查工作台上刀具和夹具工作状态。
具体地，步骤202包括：清扫工作台上加工时遗留的加工残屑，防止残屑对待加工工件固定产生干扰，加工前，需根据所需加工径向孔的尺寸选定合适尺寸的刀具，选完刀具后，还需检查刀具磨损状态，并根据磨损状态判断是否更换刀具，同时也需要检验夹具是否可正常装夹，对工作台的清扫和对工作台上的刀具和夹具进行加工前的检验，避免在加工过程中出现夹具松懈、刀具磨损等设备故障原因造成的无法完成加工的情况。
步骤203：将多个待加工工件夹装在机床的工作台上，多个待加工工件沿工作台的外边缘布置。
具体地：步骤203包括：布置在机床工作台上的待加工工件的数量可由待加工工件侧面数量决定，当待加工工件侧面数量较多时，刀具入刀次数会增多，为防止径向孔过多造成刀具入到路径的阻碍。
步骤204：通过通用夹具将待加工工件装夹在工作台上。
装夹待加工工件时可用三爪卡盘式夹具或者通用压板将待加工工件装夹在工作台上，夹具将待加工工件底部位置夹紧，装夹时需为刀具预留入刀的路径通道，防止夹具阻挡了刀具需要在待加工工件上加工径向孔的位置。
步骤205：获取每个待加工工件的坐标。
步骤206：通过机床测量每个待加工工件的中心点的坐标和待加工工件各侧面与中心点的坐标间的距离。
具体地，步骤206实现方式为：使用红外接触式对刀仪获取待加工工件侧面中心点的坐标，同时测量待加工工件各侧面与中心点的坐标间的距离，可使刀头根据待加工工件侧面中心点的坐标以及加工工件各侧面与中心点的坐标间的距离获取待加工工件需加工的侧面的位置。
步骤207：测量每个待加工工件的尺寸参数，尺寸参数包括每相邻两个侧面之间的夹角。
步骤208：获取待加工工件的各个侧面上加工径向孔的位置参数。
具体地，步骤208包括：获取待加工工件的各个侧面上加工径向孔与各个侧面侧边的距离，由径向孔与各个侧面侧边的距离可辅助刀具找准径向孔加工位置，实现径向孔的加工。若侧面上加工的径向孔数量为多个，同样地，首先需要获取各个径向孔与各个侧面侧边的距离，然后依次分别加工一个侧面上的多个径向孔。
步骤209：比较测量出的每个待加工工件的尺寸参数与设计的待加工工件的尺寸参数是否在设计要求的公差内。
具体地，若测量出的每个待加工工件的尺寸参数与设计的待加工工件的尺寸参数在设计要求的公差内，则继续进入下述步骤，若测量出的每个待加工工件的尺寸参数与设计的待加工工件的尺寸参数不在设计要求的公差内，则更换待加工工件，这样可避免加工出与设计要求不符的工件，提高了成品率。
步骤210：将工作台由初始位置旋转第一角度，使得一个待加工工件有一侧面与机床的刀头相互垂直，第一角度为该待加工工件的校准角度，将工作台由初始位置旋转第二角度，使得另一个待加工工件有一侧面与机床的刀头相互垂直，第二角度为该待加工工件的校准角度，直至获取每个待加工工件的校准角度。
步骤211：选取一个待加工工件，获取工作台从起始位置转至待加工工件上第一个与刀头垂直的侧面的位置所转过的角度。
下面具体结合实施例进行说明，图3是本发明实施例提供的一种五棱柱获取校准角度的示意图，参见图3，五棱柱放置在偏离工作台中心的外边缘位置，以顺时针为工作台转动方向，当五棱柱转过角度A(即第一角度)时，五棱柱上出现第一个与刀头方向垂直的侧面，记录旋转的角度A，该角度为校准角度，同样地，获取布置在同一个工作台上的另一个待加工工件的校准角度时，旋转一角度使得另一个五棱柱上出现第一个与刀头垂直的侧面，记录下该角度并作为另一个五棱柱的校准角度，以上述相同的方式获取布置在工作台上的其他所有五棱柱工件的校准角度。
步骤212：检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格。在加工前检查通用夹具装夹情况以及刀头安装情况，避免出现加工错误，提高加工产品的合格率。
步骤213：根据每个待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到待加工工件的每个侧面的加工角度，加工角度为当对应的待加工工件的侧面与刀头相互垂直时，工作台由初始位置起所转过的角度。
具体地，在获取待加工工件上每个侧面的加工角度时，需分步确定各侧面的加工角度，由于校准角度为工作台从初始位置转至待加工工件上第一个与刀头垂直的侧面的位置所转的角度，因此校准角度可作为待加工工件上的其一加工角度，剩余的待加工工件上的侧面对应的加工角度可根据待加工工件的校准角度和尺寸参数计算得到，其中待加工工件的尺寸参数包括每相邻两个侧面之间的夹角。
下面以一个偏心放置的三棱柱为例介绍如何获取其他侧面的加工角度。图4是本发明实施例提供的一种三棱柱各侧面旋转至与刀头垂直位置的示意图，参见图4，以顺时针转动工作台为例，三棱柱由初始位置S旋转角度B使三棱柱出现第一个与刀头垂直的侧面，因此由上述可知该角度B为三棱柱的校准角度，为方便叙述，将旋转校准角度时，三棱柱上与刀头垂直的侧面定为X面，其他两个侧面定为Y、Z面(参见图4)，其中该三棱柱的X和Y面的夹角为60°，Y和Z面夹角为68°，Z和X面夹角为52°，由图中可知，三棱柱由X面与刀头垂直旋转至Z面与刀头垂直所转的角度为X面和Y面夹角的补角，即Y面的加工角度为B+(180°-60°)，进一步可计算出Z面的加工角度，三棱柱由Y面转至Z面刀头垂直所转的角度为Y面和Z面夹角的补角，即Z面的加工角度为B+(180°-68°)+(180°-60°)，同样地，与上述计算方式类似，可计算出布置在工作台上的其他三棱柱的加工角度。
本实施例中，偏心放置的待加工工件其加工角度的计算方式还与待加工工件截面的形状内角和有关，上诉三棱柱由于其截面为三角形，内角和为180°，因此在其对准第一个侧面后，对准其他侧面时需在前一个已对准侧面基础上转动前一个已对准侧面与待对准侧面间夹角的补角，当待加工工件截面的形状内角和为360°时，在其对准第一个侧面后，对准其他侧面时需在前一个已对准侧面基础上转动前一个已对准侧面与待对准侧面间夹角。以偏心放置的五棱柱为例，图5是本发明实施例提供的一种五棱柱各侧面旋转至与刀头垂直位置的示意图，参见图5，其中工作台顺时针转动，该五棱柱各侧面夹角为72°，五棱柱由初始位置S1旋转角度B1使得五棱柱出现第一个与刀头垂直的侧面，该角度为该五棱柱的校准角度，由图5可知，在工作台旋转校准角度后，五棱柱Q面与刀头垂直，且在Q面的基础上工作台每继续转动72°(侧面间夹角)即可使得五棱柱中剩余的其他W、E、R和T面与刀头垂直，即W面加工角度为B1+72°，E面加工角度为B1+72°+72°，R面加工角度为B1+72°+72°+72°，T面加工角度为B1+72°+72°+72°+72°。
需要说明的是，上述计算过程可通过数控程序实现，因此在确定待加工工件各侧面加工角度时，只需将待加工工件各侧面间的夹角及校准角度输入机床，机床便可自动得出加工角度。
步骤214：将加工角度由小到大排序，旋转工作台按照加工角度排序加工待加工工件。
步骤215：根据各个加工角度和各待加工工件的坐标，在各个待加工工件的侧面加工径向孔。
具体地，获取工作台上所有偏心放置的待加工工件的加工角度后，将加工角度由小到大排序，将该排序输入机床，旋转工作台，每当旋转至一加工角度，就停止转动工作台，加工加工角度对应的侧面。
步骤216：再检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格并拆卸已加工完的待加工，对下一组待加工工件加工。
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多侧面工件的径向孔的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
提供待加工工件，所述待加工工件为棱柱结构件；
将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，所述多个待加工工件沿所述工作台的外边缘布置；
获取每个所述待加工工件的坐标；
测量每个所述待加工工件的尺寸参数，所述尺寸参数包括每相邻两个侧面之间的夹角；
将所述工作台由初始位置旋转第一角度，使得一个所述待加工工件有一侧面与所述机床的刀头相互垂直，所述第一角度为该所述待加工工件的校准角度，将所述工作台由初始位置旋转第二角度，使得另一个所述待加工工件有一侧面与所述机床的刀头相互垂直，所述第二角度为该所述待加工工件的校准角度，直至获取每个所述待加工工件的校准角度；
根据每个所述待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到所述待加工工件的每个侧面的加工角度，所述加工角度为当对应的所述待加工工件的侧面与所述刀头相互垂直时，所述工作台由初始位置起所转过的角度；
根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔。
2.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，包括：
通过通用夹具将所述待加工工件装夹在所述工作台上。
3.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述获取每个所述待加工工件的坐标包括：
通过机床测量每个所述待加工工件的中心点的坐标和所述待加工工件各侧面与中心点的坐标间的距离。
4.根据权利要求3所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述测量每个所述待加工工件的尺寸参数，包括：
获取所述待加工工件的各个侧面上加工径向孔的位置参数。
5.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，在所述测量每个所述待加工工件的尺寸参数之后，包括：
比较测量出的每个所述待加工工件的尺寸参数与设计的所述待加工工件的尺寸参数是否在设计要求的公差内。
6.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述校准角度获取方式包括：
选取一个所述待加工工件，获取所述工作台从起始位置转至所述待加工工件上第一个与刀头垂直的侧面的位置所转过的角度。
7.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，在所述根据每个所述待加工工件的校准角度和尺寸参数，计算得到所述待加工工件的每个侧面的加工角度之前，包括；
检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格。
8.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔之前包括：
将所述加工角度由小到大排序，旋转所述工作台按照所述加工角度排序加工所述待加工工件。
9.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，所述根据各个所述加工角度和各所述待加工工件的坐标，在各个所述待加工工件的侧面加工径向孔之后，包括：
再检查通用夹具装夹情况以及刀头是否安装合格并拆卸已加工完的所述待加工工件，对下一组所述待加工工件加工。
10.根据权利要求1所述的多侧面工件径向孔的加工方法，其特征在于，在所述将多个所述待加工工件夹装在机床的工作台上，所述多个待加工工件沿所述工作台的外边缘布置之前包括：
清扫所述工作台并检查所述工作台上刀具和夹具工作状态。
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