CN108942245B - 一种壳体通孔加工方法及加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种壳体通孔的加工方法及加工刀具，特别涉及控一种壳体通孔加工方法，驱动装置驱动扫描装置对壳体的盲孔进行扫描，通过至少有两条相交的扫描路径上的至少三个盲孔距离变化点的空间坐标拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心，机械手以盲孔的加工基准平面的基准对盲孔进行开孔和通孔台阶的磨削。本方案提供一种新型的壳体通孔加工方法，能快速确定通孔的加工基准平面，在不需要翻转壳体的情况下通过专用的加工刀具完成壳体开孔和通孔台阶的磨削，有效提高壳体通孔加工效率。

Description

一种壳体通孔加工方法及加工刀具

技术领域

本发明涉及对壳体开孔加工的领域，特别涉及一种壳体通孔加工方法及加工刀具。

背景技术

现有的技术对壳体的加工需要把壳体平放在加工台上，壳体的开口向上，在对壳体进行开孔后需要对通孔的下台阶面进行铣面，一般都是把壳体翻转重新进行定位，再对通孔的下台阶面完成铣面的工序，这样的加工步骤繁琐，需要壳体进行多次的定位，工作效率低，并且保证不了加工的精度，现有的采用有L型的刀具对壳体的通孔的下台阶完成铣面，L型的刀具与通孔的台阶面是线接触，现有的壳体很多使用复合材料制成，由于复合材料的壳体重量轻、有弹性，在通孔加工的过程中，壳体容易抖动，使得加工出来的通孔容易变形，使得加工出来的孔产生一定的误差，影响后续零部件的装配。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：结合以上现有的技术，提供一种新型的壳体通孔加工方法，能快速确定通孔的加工基准平面，在确定好加工基准面后，在不需要翻转壳体的情况下通过专用的加工刀具对壳体进行通孔的加工，并且有效地对通孔的台阶面进行磨削，提高对通孔台阶面的加工的精度和有效提高壳体通孔加工效率，特别对复合材料的壳体进行加工时，可以克服壳体重量轻、有弹性的困难，降低通孔的加工误差，有效匹配壳体后续零部件的装配。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种通孔加工方法，其包括加工台、控制系统、扫描装置、与扫描装置传动连接的驱动装置、固定安装在加工台上的壳体、与驱动装置传动连接的机械手，控制系统与扫描装置、驱动装置、机械手连接，所述的驱动装置可驱动扫描装置在相对于加工平面上XYZ坐标系的XY坐标平面上平移，扫描装置为激光测距装置，控制系统装载有壳体实物模型数据，在壳体待加工通孔的位置设有盲孔，该盲孔是在壳体成型时生成的，机械手上安装有通孔加工装置，通孔加工装置包括带有转动轴的加工刀具，加工刀具包括开孔刀具、磨削刀具，所述的通孔加工方法包括以下步骤：

A)、驱动装置以实物模型数据驱动扫描装置移动至盲孔的旁侧，扫描装置的激光射向盲孔；

B)、驱动装置驱动扫描装置在盲孔的平面上至少两条呈直线的扫描路径从盲孔的外侧跨越盲孔，至少有两条扫描路径相交，所有的扫描路径与盲孔的边缘至少有三个交点，所述交点称为盲孔距离变化点，记录至少三个盲孔距离变化点对应的坐标、扫描装置测得的距离数据，从而获得盲孔距离变化点在XYZ坐标系中的空间坐标，所有的盲孔距离变化点的空间坐标形成盲孔基面数据集合；

C)、根据盲孔基面数据集合内至少三个盲孔距离变化点的坐标数据拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心；

D)、机械手以盲孔加工基准平面的基准，使得加工刀具的转动轴与盲孔加工基准平面垂直、与盲孔的圆心共线；

E)、开孔刀具在机械手的控制下，沿盲孔的轴向/周向移动对盲孔进行开孔；

F)、磨削刀具在机械手的控制下，沿通孔的周向移动对通孔的台阶进行磨削。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤E)的开孔刀具和步骤F)的磨削刀具为同一刀具，该刀具包括转轴、磨盘，转轴与磨盘呈共轴设置的，所述的转轴与磨盘固定连接，所述的磨盘靠近转轴的端面上设有磨削层，所述的磨盘远离转轴的端面上设有钻头；

步骤E)可替换为步骤E1)、该加工刀具在机械手的控制下，钻头沿盲孔的轴向/周向移动对盲孔进行开孔；

步骤F)可替换为步骤F1)、在机械手的控制下，转轴沿通孔的轴向移动使磨盘穿过通孔，转轴沿通孔的径向移动，使磨盘设置在壳体的旁侧，转轴再沿通孔的轴向往回移动，令磨盘的磨削层与通孔的后壁台阶面抵接，转轴转动并绕通孔的圆心转动，从而对通孔的台阶面进行磨削。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的磨削层设有排屑槽，所述的排屑槽从磨盘的中心向外延伸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的转轴与钻头为一体，所述的转轴贯穿磨盘。

本发明的有益效果是：本发明通过驱动装置驱动扫描装置对壳体的盲孔进行扫描，通过至少有两条相交的扫描路径上的至少三个盲孔距离变化点的空间坐标形成盲孔基面数据集合，根据盲孔基面数据集合内至少三个盲孔距离变化点的坐标数据拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心，机械手以盲孔的加工基准平面的基准对盲孔进行开孔和通孔台阶的磨削，在不需要翻转壳体的情况下，只需装夹一件刀具即可完成通孔的两道加工工序，省时省力，提高工作效率，磨削层使得刀具与下台阶面的接触为面接触，防止壳体的抖动而产生误差，提高对通孔台阶面的加工的精准性。

本发明用于：对壳体进行通孔的加工。

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说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明实施例的刀具的剖视图；

图2是本发明实施例的刀具的俯视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明实施例：

一种通孔加工方法，其包括加工台、控制系统、扫描装置、与扫描装置传动连接的驱动装置、固定安装在加工台上的壳体、与驱动装置传动连接的机械手，控制系统与扫描装置、驱动装置、机械手连接，所述的驱动装置可驱动扫描装置在相对于加工平面上XYZ坐标系的XY坐标平面上平移，扫描装置为激光测距装置，控制系统装载有壳体实物模型数据，在壳体待加工通孔的位置设有盲孔，该盲孔是在壳体成型时生成的，机械手上安装有通孔加工装置，通孔加工装置包括带有转动轴的加工刀具，加工刀具包括开孔刀具、磨削刀具，所述的通孔加工方法包括以下步骤：

A)、驱动装置以实物模型数据驱动扫描装置移动至盲孔的旁侧，扫描装置的激光射向盲孔；

B)、驱动装置驱动扫描装置在盲孔的平面上至少两条呈直线的扫描路径从盲孔的外侧跨越盲孔，至少有两条扫描路径相交，所有的扫描路径与盲孔的边缘至少有三个交点，所述交点称为盲孔距离变化点，记录至少三个盲孔距离变化点对应的坐标、扫描装置测得的距离数据，从而获得盲孔距离变化点在XYZ坐标系中的空间坐标，所有的盲孔距离变化点的空间坐标形成盲孔基面数据集合；

C)、根据盲孔基面数据集合内至少三个盲孔距离变化点的坐标数据拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心；

D)、机械手以盲孔加工基准平面的基准，使得加工刀具的转动轴与盲孔加工基准平面垂直、与盲孔的圆心共线；

E)、开孔刀具在机械手的控制下，沿盲孔的轴向/周向移动对盲孔进行开孔；

F)、磨削刀具在机械手的控制下，沿通孔的周向移动对通孔的台阶进行磨削。

通过驱动装置驱动扫描装置对壳体的盲孔进行扫描，通过至少有两条相交的扫描路径上的盲孔距离变化点的空间坐标形成盲孔基面数据集合，盲孔距离变化点为扫描装置测得的距离数据的变化率突然增大的点，根据盲孔基面数据集合内至少两条扫描路径上盲孔距离变化点的坐标数据拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心，从而提高对通孔加工的精准性，防止出现通孔的位置有偏差，而造成大量的废品；机械手以盲孔的加工基准平面和盲孔的圆心为基准对盲孔进行开孔和通孔台阶的磨削。

对于边缘具有弧面的壳体，扫描装置经过每条的扫描路径与壳体边缘的弧面上下端有四个盲孔距离变化点，通过四个盲孔距离变化点的坐标数据更精准地拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心。

进一步作为优选的实施方式，步骤E)的开孔刀具和步骤F)的磨削刀具为同一刀具，该刀具包括转轴1、磨盘2，转轴1与磨盘2呈共轴设置的，所述的转轴1与磨盘2固定连接，所述的磨盘2靠近转轴1的端面上设有磨削层3，所述的磨盘2远离转轴1的端面上设有钻头4；

步骤E)可替换为步骤E1)、该加工刀具在机械手的控制下，钻头4沿盲孔的轴向/周向移动对盲孔进行开孔；

步骤F)可替换为步骤F1)、在机械手的控制下，转轴1沿通孔的轴向移动使磨盘2穿过通孔，转轴1沿通孔的径向移动，使磨盘2设置在壳体的旁侧，转轴1再沿通孔的轴向往回移动，令磨盘2的磨削层3与通孔的后壁台阶面抵接，转轴1转动并绕通孔的圆心转动，从而对通孔的台阶面进行磨削。

机械手完成通孔的打孔和台阶面的铣削，只需装夹一件刀具即可完成通孔的两道加工工序，省时省力，提高工作效率以及通孔的加工精度，防止频繁更换刀具或者移动壳体而造成误差；同时磨盘2的磨削层3与通孔的台阶面是面接触，防止壳体的抖动而产生误差，提高磨削的效果。

进一步作为优选的实施方式，所述的磨削层3设有排屑槽5，所述的排屑槽5从磨盘2的中心向外延伸，所述的转轴1与钻头4为一体，所述的转轴1贯穿磨盘2。使得在磨削通孔的台阶时，粉末可通过排屑槽5排出，令磨削层3与台阶之间的摩擦保持良好的磨削效果，提高刀具加工的持续性，从而提高壳体通孔的加工效率。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种通孔加工方法，其特征在于：其包括加工台、控制系统、扫描装置、与扫描装置传动连接的驱动装置、固定安装在加工台上的壳体、与驱动装置传动连接的机械手，控制系统与扫描装置、驱动装置、机械手连接，所述的驱动装置可驱动扫描装置在相对于加工平面上XYZ坐标系的XY坐标平面上平移，扫描装置为激光测距装置，控制系统装载有壳体实物模型数据，在壳体待加工通孔的位置设有盲孔，该盲孔是在壳体成型时生成的，机械手上安装有通孔加工装置，通孔加工装置包括带有转动轴的加工刀具，加工刀具包括开孔刀具、磨削刀具，所述的通孔加工方法包括以下步骤：

A)、驱动装置以实物模型数据驱动扫描装置移动至盲孔的旁侧，扫描装置的激光射向盲孔；

B)、驱动装置驱动扫描装置在盲孔的平面上至少两条呈直线的扫描路径从盲孔的外侧跨越盲孔，至少有两条扫描路径相交，所有的扫描路径与盲孔的边缘至少有三个交点，所述交点称为盲孔距离变化点，记录至少三个盲孔距离变化点对应的坐标、扫描装置测得的距离数据，从而获得盲孔距离变化点在XYZ坐标系中的空间坐标，所有的盲孔距离变化点的空间坐标形成盲孔基面数据集合；

C)、根据盲孔基面数据集合内至少三个盲孔距离变化点的坐标数据拟合出盲孔加工基准平面和盲孔的圆心；

D)、机械手以盲孔加工基准平面的基准，使得加工刀具的转动轴与盲孔加工基准平面垂直、与盲孔的圆心共线；

E)、开孔刀具在机械手的控制下，沿盲孔的轴向移动对盲孔进行开孔；

F)、磨削刀具在机械手的控制下，沿通孔的周向移动对通孔的台阶进行磨削。

2.根据权利要求1所述的一种通孔加工方法，其特征在于：步骤E)的开孔刀具和步骤F)的磨削刀具为同一刀具，该刀具包括转轴(1)、磨盘(2)，转轴(1)与磨盘(2)呈共轴设置的，所述的转轴(1)与磨盘(2)固定连接，所述的磨盘(2)靠近转轴(1)的端面上设有磨削层(3)，所述的磨盘(2)远离转轴(1)的端面上设有钻头(4)；

步骤E)可替换为步骤E1)、该加工刀具在机械手的控制下，钻头(4)沿盲孔的轴向移动对盲孔进行开孔；

步骤F)可替换为步骤F1)、在机械手的控制下，转轴(1)沿通孔的轴向移动使磨盘(2)穿过通孔，转轴(1)沿通孔的径向移动，使磨盘(2)设置在壳体的旁侧，转轴(1)再沿通孔的轴向往回移动，令磨盘(2)的磨削层(3)与通孔的后壁台阶面抵接，转轴(1)转动并绕通孔的圆心转动，从而对通孔的台阶面进行磨削。

3.根据权利要求2所述的一种通孔加工方法，其特征在于：所述的磨削层(3)设有排屑槽(5)，所述的排屑槽(5)从磨盘(2)的中心向外延伸。

4.根据权利要求3所述的一种通孔加工方法，其特征在于：所述的转轴(1)与钻头(4)为一体，所述的转轴(1)贯穿磨盘(2)。

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