CN109048496B - 一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法，所述测试金字塔型件包括：一底座，所述底座为一矩形结构；一本体，所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体包括：第一凹槽，所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台；第二凹槽单元，设置在所述本体的侧表面中央；倒角。解决了现有技术中采用的国际标准试件无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题。达到比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，同时更加能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

Description

一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法

技术领域

本发明涉及机床检测技术领域，尤其涉及一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法。

背景技术

五坐标测试国际标准有NASA件，国家航空成飞制定的国家标准S件，都是用于测试五坐标机床的侧面铣削。对于航天工业产品较多的采用端铣加工外形曲面，采用宽行加工实现五坐标机床的高效精密加工，采用五轴联动插补进行五轴孔系加工和螺纹加工。

但本发明申请人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

当前采用的国际标准试件缺乏有效测试五坐标联动机床的端铣和孔系加工的动态插补拟合精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法，用以解决现有技术中采用的国际标准试件缺乏有效测试五坐标联动机床的端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题。

为了解决上述问题，第一方面本发明提供了一种五坐标机床综合测试金字塔型件，所述测试金字塔型件包括：一底座，所述底座为一长方形块结构；一本体，所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积，所述本体包括：第一凹槽，所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台；第二凹槽单元，所述本体上开设有第二凹槽单元，所述第二凹槽单元位于所述本体的侧表面中央；倒角，所述倒角为所述本体相邻侧表面的连接处。

优选的，所述第二凹槽单元包括：第一矩形槽，所述第一矩形槽设置在所述本体的一侧表面上；第二矩形槽，所述第二矩形槽设置在与所述第一矩形槽相对的侧表面上；第一斜方槽，所述第一斜方槽设置在所述本体的另一侧表面上；第二斜方槽，所述第二斜方槽设置在与所述第一斜方槽相对的侧表面上。

优选的，所述测试金字塔型件还包括：第一螺纹孔，所述本体上还开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔8开设在第二凹槽单元的槽底中心，且，所述第一螺纹孔中心线垂直于所述第二凹槽单元的槽底。

优选的，所述测试金字塔型件还包括:第二螺纹孔，所述圆柱型凸台上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔位于所述圆柱型凸台中心，且，所述第二螺纹孔9的中心线垂直于所述底座。

优选的，所述测试金字塔型件还包括：销孔，所述销孔为四个，分别均匀设置在所述本体上表面的四角。

优选的，所述销孔沿所述圆柱型凸台的中心与所述本体上表面的四角方向对称分布。

优选的，所述倒角为圆锥曲面

优选的，所述底座四角为圆角。

第二方面，本发明实施例提供了一种五坐标机床综合检测方法，应用于所述测试金字塔型件，所述检测方法包括：

制备长方体毛坯；

将所述长方体毛坯水平置于五坐标机床上进行所述测试金字塔型件加工；

采用五轴端铣方式加工所述测试金字塔型件的所述底座、所述本体及所述第二凹槽单元；

采用三轴粗铣、三轴精铣加工所述圆柱型凸台；

采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件的所述第一凹槽；

采用五轴联动插动插补加工所述第一螺纹孔、所述第二螺纹孔及所述销孔；

对加工完成的所述测试金字塔型件进行几何公差、位置公差、孔系精度、螺纹精度、表面光洁度、表面光顺度的检测，获得所述五坐标机床的综合测试结果。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、在本发明实施例提供的一种五坐标机床综合测试金字塔型件，所述测试金字塔型件包括座和本体。所述底座为一长方形结构，所述底座为五坐标机床采用五轴端铣的方式加工制得，通过对所述底座表面光洁度和尺寸的测量得出所述五坐标机床的五轴端铣精度；所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积，同样的所述本体也是采用五轴端铣进行加工获取，通过测量工具对本体的尺寸和表面光顺度判断，得出外形轮廓度的线性尺寸公差、五轴轮廓铣削轮廓度公差，从而对五坐标机床的端铣加工能力进行检测。另外，所述本体包括：第一凹槽、第二凹槽单元、倒角所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，近似倒“金字塔”型，所述第一凹槽为利用五坐标的五轴侧刃铣削加工的，通过所述第一凹槽的长度、宽度、深度集合尺寸精度检测所述五坐标机床的五轴侧铣加工精度，同时所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台，所述圆柱型凸台为通过三轴粗铣、三轴精铣制得，通过对其尺寸的测量，得出外形轮廓度的线性尺寸公差，检测机床的加工能力。在所述本体的侧表面上开设有第二凹槽单元，所述第二凹槽单元为利用五坐标机床的五轴端铣制得，通过所述第二凹槽的长度、宽度、深度几何尺寸精度，获得所述五坐标机床的五轴端铣加工精度；所述倒角为所述本体相邻侧表面的连接处，倒角为五坐标机床通过五轴侧铣、五轴端铣加工而成，通过所述倒角的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工性能，从而得出所述五坐标机床的五轴侧铣锥度角度尺寸公差、五轴侧铣锥度对称度形位公差、五轴端铣锥度角度尺寸公差和五轴端铣锥面对称度形位公差相关检测结果，从而解决了现有技术中采用的试件均无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣精度的技术问题，利用本发明中的测试金字塔型件利用各个部件对五坐标机床各加工能力的检测，得出了五坐标机床的端铣动态插补精度，同时具有比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，同时更加能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

2、在本发明实施例提供的一种五坐标机床综合检测方法，应用于所述测试金字塔型件，所述检测方法为通过五坐标机床对利用五轴联动插补对本发明中所述测试金字塔型件进行加工，通过所述测试金字塔型件各部位采用不同的加工手段从而达到了对五坐标机床综合检测的效果，具体为，首先制备长方体毛坯，然后将制备好的所述长方体毛坯水平置于五坐标机床上进行所述测试金字塔型件加工，通过采用五轴端铣方式加工所述测试金字塔型件的所述底座、所述本体及所述第二凹槽单元，从而对所述五坐标机床的五轴端铣精度进行检测；通过采用三轴粗铣、三轴精铣加工所述圆柱型凸台，对五坐标机床的加工精度进行检测；采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件的所述第一凹槽，对五坐标机床的五轴侧铣进行加工检测；采用五轴联动插动插补加工所述第一螺纹孔、所述第二螺纹孔及所述销孔，对所述五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能检测，通过依次加工后得到所述测试金字塔型件，最后对完成的所述测试金字塔型件利用采用常规的游标卡尺、千分尺、角度尺、环塞规、R圆角规进行几何公差、位置公差、孔系精度、螺纹精度、表面光洁度、表面光顺度的检测，得出加工的所述测试金字塔型件不同部位不同区域的特征精度，包含所述本体的长方形边、矩形槽、斜方槽的长度/宽度/深度几何尺寸精度及所述本体上表面与侧表面的销孔及螺纹孔的加工几何精度，包含两组带过渡圆锥曲面的所述本体的侧表面的角度，包含槽的对称度/平行度及孔系的对称度等位置精度，分析判断五坐标插补联动精度，还可以通过检测所述测试金字塔型件的所述本体侧表面及上表面凹槽内不同角度的侧表面及过渡圆锥曲面的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工，从而弥补了现有技术中所使用的“NASA件”和“S”件无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题，达到了系统综合检测了五坐标机床各种综合性能，比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，更能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例的一种五坐标机床综合测试金字塔型件的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一种五坐标机床综合测试金字塔型件的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种五坐标机床综合检测方法的流程示意图。

附图标记说明：底座1，本体2，第一凹槽3，圆柱型凸台4，倒角5，第一矩形槽6，第一斜方槽7，第一螺纹孔8，第二螺纹孔9，销孔10。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种五坐标机床综合测试金字塔型件及其检测方法，解决了现有技术中采用的国际标准试件缺乏有效测试五坐标联动机床的端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题。

本发明实施例中的技术方案，所述测试金字塔型件包括：一底座，所述底座为一长方形结构；一本体，所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积，所述本体包括：第一凹槽，所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台；第二凹槽单元，所述本体的侧表面上开设有第二凹槽单元，所述第二凹槽单元位于所述侧表面中央；倒角，所述倒角为所述本体相邻侧表面的连接处。达到了比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，同时更加能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

应理解，本发明实施例中所述五坐标机床为五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力，联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点，五轴联动是五个轴都可以。五轴刚性攻丝和五轴螺纹铣削则是需要主轴参入联动进行六轴插补螺纹加工。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种五坐标机床综合检测金字塔型件，请参考图1，所述测试金字塔型件包括：底座1、本体2。

所述底座1为一长方形块结构。

进一步的，所述底座1四角为圆角。

具体而言，所述底座1为测试金字塔型件的底部，所述底座1通过五坐标机床进行五轴端铣方法制得，通过采用常规的游标卡尺、千分尺、角度尺、R圆角规等对所述底座1的尺寸进行精度测量，同时根据所述底座1的表面光顺程度，得出外形轮廓度的线性尺寸公差、五轴轮廓铣削轮廓度公差，通过尺寸公差的大小从而判断所述五坐标机床的五轴端铣加工能力。

所述本体2设置在所述底座1上，其中，所述本体2的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积。

所述本体2包括：第一凹槽3、第二凹槽单元、倒角5。

所述第一凹槽3开设在所述本体2的上表面中央，且，所述第一凹槽3的上端开口面积大于下端面积，所述第一凹槽3的中央具有一圆柱型凸台4。

具体而言，所述本体2为类似“金字塔”形状，上小下大且底部面积小于所述底座1的表面面积，其上表面与下表面相互平行，在所述本体2的顶部设置一个下陷的形似倒着的小“金字塔”凹槽，即第一凹槽3，在所述第一凹槽3的槽中央处为一圆柱型凸台4，所述圆柱型凸台4为采用三轴粗铣、三轴精铣加工制得，通过用游标卡尺、千分尺、角度尺、R圆角规等对加工制得的所述圆柱型凸台4尺寸测量，得出外形轮廓的线性尺寸公差，再结合所述圆柱型凸台4的表面光洁情况，获得所述五坐标机床的综合加工精度。另外所述第一凹槽3为所述五坐标机床采用五轴侧刃铣削方式进行加工制得，通过对所述第一凹槽3的表面光洁情况判断和对所述第一凹槽3的尺寸测量，得出五轴侧铣表面光洁度、五轴侧铣线性尺寸公差及五轴轮廓铣削轮廓度公差，从而达到了对所述五坐标机床的五轴侧铣进行检测的技术效果。

第二凹槽单元在所述本体2的侧表面上开设有第二凹槽单元。

进一步的，所述第二凹槽单元包括第一矩形槽6、第二矩形槽、第一斜方槽7、第二斜方槽。所述第一矩形槽6设置在所述本体2的一侧表面上。所述第二矩形槽设置在与所述第一矩形槽6相对的侧表面上。所述第一斜方槽7设置在所述本体2的另一侧表面上；所述第二斜方槽设置在与所述第一斜方槽相对的侧表面上。

具体而言，所述本体2的四个侧表面分别为两个不同平面内生成的两个带不同圆角的矩形构成的，在所述本体2的四个侧表面中央具有两组对称的矩形槽和对称的斜方槽，所述矩形槽包括第一矩形槽6与第二矩形槽，分别设置在所述本体2矩形结构中边长较长的两侧表面上相对称，且所述第一矩形槽6与所述第二矩形槽的槽底平面与所述底座1所在平面相垂直；所述斜方槽包括第一斜方槽7和第二斜方槽，所述第一斜方槽7与所述第二斜方槽对称设置在所述本体2边长较短的两个侧表面上，且，槽底平面与所在侧表面的基准面平行。所述本体2的侧表面与所述底座1平面夹角角度沿带圆角的矩形边呈现非均匀变化走向。所述第二凹槽单元包括的矩形槽和斜方槽采用五坐标机床的五轴端铣进行加工制得，通过对制得的所述矩形槽和所述斜方槽尺寸测量和表面光洁度判断，得出五轴加工端铣表面光洁度、五轴端铣锥度角度尺寸公差，根据得出的公差数据判断五轴端铣的精准程度，从而达到对五坐标机床的五轴端铣的精确度进行加工检测的技术效果。

所述倒角5为所述本体2相邻侧表面的连接处。

进一步的，所述倒角5为圆锥曲面。

具体而言，所述测试金字塔型件的所述本体2的侧表面，两两相邻交汇出转换变化融合过渡的圆锥曲面，所述圆锥曲面为两相邻所述本体2侧表面相交处，即所述本体2的倒角5，所述圆锥曲面也同样形成了所述本体2的上、下表面的圆角，所述圆锥曲面倒角5为五坐标机床通过五轴侧铣、五轴端铣加工而成，通过所述过渡圆锥曲面的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工性能，从而得出所述五坐标机床的五轴侧铣锥度角度尺寸公差、五轴侧铣锥度对称度形位公差、五轴端铣锥度角度尺寸公差和五轴端铣锥面对称度形位公差相关检测结果，从而解决了现有技术中采用的试件均无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣精度的技术问题。

进一步的，所述本体2上还开设有第一螺纹孔8，所述第一螺纹孔8开设在所述第二凹槽单元的槽底中心，且，第一螺纹孔8的中心线垂直于所述第二凹槽单元的槽底。

具体而言，在所述第二凹槽单元包括的所述第一矩形槽6、所述第二矩形槽、所述第一斜方槽7和所述第二斜方槽的槽底中心位置都开设有所述第一螺纹孔8，所述第一螺纹孔8为经所述五坐标机床采用五轴联动插补进行加工，通过对所述第一螺纹孔8的孔径、孔距及孔内螺纹位置的测量数据与标准数据对比，得出五轴铣孔与镗孔等级要求、孔径公差及孔距位置度公差、五轴钻孔攻丝的螺纹等级、五轴钻孔攻丝的位置度公差，根据测量公差数据的大小判断出五坐标机床的加工精度，从而实现对五坐标机床的五轴钻孔、五轴镗孔、五轴铣孔及五轴攻丝等综合性能精度的测试。

进一步的，所述圆柱型凸台4上开设有第二螺纹孔9，所述第二螺纹孔9位于所述圆柱型凸台4中心，且，所述第二螺纹孔9的中心线垂直于所述底座1。

具体而言，所述第二螺纹孔9设置在所述圆柱型凸台4内，低于所述圆柱型凸台4所在平面，且所述第二螺纹孔9的孔径大于所述第一螺纹孔8，所述第二螺纹孔9通过所述五坐标机床五轴联动插补加工制得，通过对制得的所述第二螺纹孔9的孔径、孔距及孔内螺纹位置的测量数据与标准数据对比，得出五轴铣孔与镗孔等级要求、孔径公差及孔距位置度公差、五轴钻孔攻丝的螺纹等级、五轴钻孔攻丝的位置度公差，根据测量公差数据的大小判断出五坐标机床的加工精度，从而分析判断五坐标插补联动精度，解决了现有技术中采用的NASA件和S件均无法有效的测试五坐标联动机床进行孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题。同时达到了提高五坐标机床空间异形曲面宽行加工效率和插补精度，提高五坐标机床在空间孔系含螺纹孔加工方面的应用潜能的技术效果。

进一步的，所述本体2上还开设有销孔10，所述销孔10为四个，分别均匀设置在所述本体2上表面的四角。

进一步的，所述销孔10沿所述圆柱型凸台4的中心与所述本体2上表面的四角方向对称分布。

具体而言，所述销孔10是指穿销钉或螺栓的孔，可起固定的作用，通过所述本体2上设置所述销孔10对所述本体2进行固定。由于所述本体2的上表面为长方形，因而分别设置在四角的四个销孔10与所述圆柱型凸台4中心连线之间形成的夹角呈现不同尺度标准的对称分布，同时所述销孔10为通过五坐标机床采用五轴钻孔、五轴镗孔加工，通过对所述销孔10的孔径、孔距的测量数据与标准数据对比，从而得出所述五坐标机床的孔径公差及孔距位置度公差、五轴铣孔与镗孔等级，根据测量公差数据的大小判断出五坐标机床对孔系加工的动态插补精度，从而解决了现有技术中采用的试件均无法有效的测试五坐标联动机床进行孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题。达到了提高五坐标机床插补精度，提高五坐标机床在空间孔系加工方面应用潜能的技术效果。

实施例二

本发明实施例提供的一种五坐标机床综合检测金字塔型件可以进行进一步的变形，如图2所示，同样可以达到对五坐标机床五坐标联动机床进行孔系加工的动态插补拟合精度的测试，相同原理的变形依然属于本发明保护范围。

如图2所示，所述第二凹槽单元所包含的所述第一矩形槽6、所述第二矩形槽、所述第一斜方槽7和所述第二斜方槽上部槽口处为圆弧状，由所在本体2侧表面所在基准面上平滑过渡至所述第二凹槽单元槽底，形成平滑圆弧状槽口，通过五坐标机床的五轴联动加工所述检测金字塔型件，通过使用游标卡尺、千分尺、角度尺、环塞规、R圆角规检测“金字塔”型件不同部位不同区域的特征精度，包含所述本体2侧表面上两个不同平面内的矩形边、矩形槽、斜方槽的长度/宽度/深度几何尺寸精度及所述“金字塔”的塔顶与塔身的光孔即所述销孔10及螺纹孔即所述第一螺纹孔8和第二螺纹孔9的加工几何精度，包含两组带过渡圆锥曲面的倒角5的角度，包含槽的对称度/平行度及孔系的对称度等位置精度，分析判断五坐标插补联动精度；还可以通过检测“金字塔”塔身及塔顶凹槽即所述第一凹槽3、所述第二凹槽单元内不同角度的所述本体2的侧表面及过渡圆锥曲面所述倒角5的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工，采用不同加工方式进行不同特征加工尤其是进行空间曲面宽行高效加工及空间各种孔系加工时，五坐标数控机床的机械运动合成及数控系统五轴RTCP(旋转刀心编程控制)控制功能是否符合要求、后置处理程序的正确性以及机床的空间运动精度；从而弥补了“NASA件”和“S”件不能检查机床RTCP全部功能和对后置处理程序无法检验的不足，系统综合检测五坐标机床各种综合性能。

本发明实施例所述的检测金字塔型件主要为针对各种不同运动结构配置形式的五坐标机床及具备五轴联动加工的铣车复合、车铣复合加工中心机床如双摆头式五坐标、双转台摇篮式五坐标、主轴摆头+转台联合式五坐标、立式铣车复合/车铣复合加工中心、卧式铣车复合/车铣复合加工中心具备五轴联动铣削、镗削类高档数控切削机床，进行五轴联动侧刃铣削、端面铣削、空间孔系加工时，综合测试各类五坐标机床的运动插补拟合精度，掌握其动力学运动特性。在此基础上，提高五坐标机床空间异形曲面宽行加工效率和插补精度，同时提高五坐标机床在空间孔系含螺纹孔加工方面的应用潜能。

实施例三

本实施例提供了一种五坐标机床综合检测方法，应用于实施例一中所述测试金字塔型件，如图3所示，所述检测方法包括：

步骤10：制备长方体毛坯。

具体而言，根据五坐标机床的类型，选择相应材料制备毛坯，可分别采用铝合金、不锈钢、钛合金、高温合金等材料进行相应的高速切削、强力切削方式获得所述长方体毛坯，五坐标高速切削机床采用Al-Cu系铝合金材料，应理解所述Al-Cu合金是应用最早的一种铸造合金，其最大的特点是耐热性高，是所有铸流铝合金中耐热性最高的一类合金。五坐标重载强力切削机床采用硬度HRC28-32合金钢或者奥氏体不锈钢，应理解所述HRC为硬度单位，制备相应尺寸的所述长方体毛坯，本发明实施例选用尺寸220mmx180mmx100mm的所述长方体毛坯。

步骤20：将所述长方体毛坯水平置于五坐标机床上进行所述测试金字塔型件加工。

具体而言，将准备好的所述长方体毛坯放置于机床准备加工，在加工前应选用适合本发明实施例所用尺寸的铣刀、丝锥、虎钳等工具，在所述五坐标机床内建立配置与所述机床的数控系统，本发明实施例选用Φ8、Φ16立铣刀进行端铣、侧铣、螺旋铣削；采用Φ5钻头及Φ6立铣刀进行孔系统加工；采用M8、M10丝锥进行螺纹加工；采用钳口宽度大于160mm高精密虎钳1件装夹工件，在所述数控系统中分别编制三轴粗铣、三轴精铣、五轴端铣、五轴侧铣、五轴螺旋铣、五轴刚性攻丝加工程序。

步骤30：采用五轴端铣方式加工所述测试金字塔型件的所述底座1、所述本体2及所述第二凹槽单元。

具体而言，在所述五坐标机床中对所述长方体毛坯采用Φ8、Φ16立铣刀进行五轴端铣对所述测试金字塔型件的外型面即所述底座、所述本体2，所述第二凹槽单元即所述第一矩形槽6、所述第二矩形槽、所述第一斜方槽7和所述第二斜方槽进行加工，通过其的加工精准度、尺寸公差，从而对所述五坐标机床的五轴端铣加工精度进行检测。

步骤40：采用三轴粗铣、三轴精铣加工所述圆柱型凸台4。

具体而言，利用所述五坐标机床采用三轴粗铣、三轴精铣加工对设置在所述本体1上表面中央的所述圆柱型凸台4进行加工，通过其的加工精准度、尺寸公差，从而对所述五坐标机床的加工性能进行检测。

步骤50：采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件的所述第一凹槽3。

具体而言，再采用Φ8、Φ16立铣刀在加工出的所述本体2的上表面采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件呈现类似倒“金字塔”形的所述第一凹槽3，通过其的加工精准度、尺寸公差，从而对所述五坐标机床的五轴侧铣加工精度进行检测。

步骤60：采用五轴联动插动插补加工所述第一螺纹孔8、所述第二螺纹孔9及所述销孔10。

具体而言，选用Φ5钻头及Φ6立铣刀对所述本体2侧表面中所述第一矩形槽6、所述第二矩形槽、所述第一斜方槽7、所述第二斜方槽槽底中心的第一螺纹孔8和所述本体2上表面中央所述圆柱型凸台4中心的第二螺纹孔9，以及所述本体2上表面四角均匀设置的所述销孔10进行孔系统加工，再采用M8丝锥对所述第一矩形槽6、所述第二矩形槽、所述第一斜方槽7、所述第二斜方槽槽心的第一螺纹孔8进行螺纹加工，采用M10丝锥对所述第二螺纹孔9进行螺纹加工，达到了对所述五坐标机床的五轴联动插补进行加工测试，通过各孔系的加工精准度、尺寸公差，从而获得五轴联动插补的检测结果。

步骤70：对加工完成的所述测试金字塔型件进行几何公差、位置公差、孔系精度、螺纹精度、表面光洁度、表面光顺度的检测，获得所述五坐标机床的综合测试结果。

具体而言，对加工完成获得的所述测试金字塔型件，可以直接采用常规的游标卡尺、千分尺、角度尺、环塞规、R圆角规检测所述测试金字塔型件不同部位不同区域的特征精度，包含所述本体2两个不同平面内的矩形边、矩形槽、斜方槽的长度/宽度/深度几何尺寸精度及所述本体2上表面与侧表面的销孔10及螺纹孔的加工几何精度，包含两组带过渡圆锥曲面的所述本体2的侧表面的角度，包含槽的对称度/平行度及孔系的对称度等位置精度，分析判断五坐标插补联动精度；还可以通过检测所述测试金字塔型件的所述本体2侧表面及上表面凹槽内不同角度的侧表面及过渡圆锥曲面的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工，采用不同加工方式进行不同特征加工尤其是进行空间曲面宽行高效加工及空间各种孔系加工时，五坐标数控机床的机械运动合成及数控系统五轴RTCP(旋转刀心编程控制)控制功能是否符合要求、后置处理程序的正确性以及机床的空间运动精度；从而弥补了现有技术中所使用的“NASA件”和“S”件不能检查机床RTCP全部功能和对后置处理程序无法检验的不足，解决了现有技术中采用的试件无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题，达到了系统综合检测了五坐标机床各种综合性能，系统考核了外形轮廓度的线性尺寸公差、五轴轮廓铣削轮廓度公差要求、孔的孔径公差及孔距位置度公差、五轴铣孔与镗孔等级要求、五轴侧铣表面光洁度要求、五轴加工端铣表面光洁度要求、五轴侧铣锥度角度尺寸公差、五轴端铣锥度角度尺寸公差、五轴侧铣锥度对称度形位公差、五轴端铣锥面对称度形位公差、五轴钻孔攻丝的螺纹等级要求、五轴钻孔攻丝的位置度公差各标准。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、在本发明实施例提供的一种五坐标机床综合测试金字塔型件，所述测试金字塔型件包括座和本体。所述底座为一长方形结构，所述底座为五坐标机床采用五轴端铣的方式加工制得，通过对所述底座表面光洁度和尺寸的测量得出所述五坐标机床的五轴端铣精度；所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积，同样的所述本体也是采用五轴端铣进行加工获取，通过测量工具对本体的尺寸和表面光顺度判断，得出外形轮廓度的线性尺寸公差、五轴轮廓铣削轮廓度公差，从而对五坐标机床的端铣加工能力进行检测。另外，所述本体包括：第一凹槽、第二凹槽单元、倒角所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，近似倒“金字塔”型，所述第一凹槽为利用五坐标的五轴侧刃铣削加工的，通过所述第一凹槽的长度、宽度、深度集合尺寸精度检测所述五坐标机床的五轴侧铣加工精度，同时所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台，所述圆柱型凸台为通过三轴粗铣、三轴精铣制得，通过对其尺寸的测量，得出外形轮廓度的线性尺寸公差，检测机床的加工能力。在所述本体的侧表面上开设有第二凹槽单元，所述第二凹槽单元为利用五坐标机床的五轴端铣制得，通过所述第二凹槽的长度、宽度、深度几何尺寸精度，获得所述五坐标机床的五轴端铣加工精度；所述倒角为所述本体相邻侧表面的连接处，倒角为五坐标机床通过五轴侧铣、五轴端铣加工而成，通过所述倒角的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工性能，从而得出所述五坐标机床的五轴侧铣锥度角度尺寸公差、五轴侧铣锥度对称度形位公差、五轴端铣锥度角度尺寸公差和五轴端铣锥面对称度形位公差相关检测结果，从而解决了现有技术中采用的试件均无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣精度的技术问题，利用本发明中的测试金字塔型件利用各个部件对五坐标机床各加工能力的检测，得出了五坐标机床的端铣动态插补精度，同时具有比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，同时更加能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

2、在本发明实施例提供的一种五坐标机床综合检测方法，应用于所述测试金字塔型件，所述检测方法为通过五坐标机床对利用五轴联动插补对本发明中所述测试金字塔型件进行加工，通过所述测试金字塔型件各部位采用不同的加工手段从而达到了对五坐标机床综合检测的效果，具体为，首先制备长方体毛坯，然后将制备好的所述长方体毛坯水平置于五坐标机床上进行所述测试金字塔型件加工，通过采用五轴端铣方式加工所述测试金字塔型件的所述底座、所述本体及所述第二凹槽单元，从而对所述五坐标机床的五轴端铣精度进行检测；通过采用三轴粗铣、三轴精铣加工所述圆柱型凸台，对五坐标机床的加工精度进行检测；采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件的所述第一凹槽，对五坐标机床的五轴侧铣进行加工检测；采用五轴联动插动插补加工所述第一螺纹孔、所述第二螺纹孔及所述销孔，对所述五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能检测，通过依次加工后得到所述测试金字塔型件，最后对完成的所述测试金字塔型件利用采用常规的游标卡尺、千分尺、角度尺、环塞规、R圆角规进行几何公差、位置公差、孔系精度、螺纹精度、表面光洁度、表面光顺度的检测，得出加工的所述测试金字塔型件不同部位不同区域的特征精度，包含所述本体的长方形边、矩形槽、斜方槽的长度/宽度/深度几何尺寸精度及所述本体上表面与侧表面的销孔及螺纹孔的加工几何精度，包含两组带过渡圆锥曲面的所述本体的侧表面的角度，包含槽的对称度/平行度及孔系的对称度等位置精度，分析判断五坐标插补联动精度，还可以通过检测所述测试金字塔型件的所述本体侧表面及上表面凹槽内不同角度的侧表面及过渡圆锥曲面的光顺情况，分析判断五坐标机床五轴联动加工，从而弥补了现有技术中所使用的“NASA件”和“S”件无法有效的测试五坐标联动机床进行端铣和孔系加工的动态插补拟合精度的技术问题，达到了系统综合检测了五坐标机床各种综合性能，比现有技术中使用的国际标准NASA件和国家标准S件更为方便、直观的优越性，更能体现出五坐标机床进行各种五轴联动插补加工的综合性能的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种五坐标机床综合测试金字塔型件，其特征在于，所述测试金字塔型件包括：

一底座，所述底座为一长方形块结构；

一本体，所述本体设置在所述底座上，其中，所述本体的上、下表面为平行设置的长方形，且，下表面面积大于上表面面积，小于所述底座面积，所述本体包括：

第一凹槽，所述第一凹槽设置在所述本体的上表面中央，且，所述第一凹槽的上端开口面积大于下端面积，所述第一凹槽的中央具有一圆柱型凸台；

第二凹槽单元，在所述本体的侧表面上开设有所述第二凹槽单元，所述第二凹槽单元位于所述侧表面中央；

倒角，所述倒角为所述本体相邻侧表面的连接处。

2.如权利要求1所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述第二凹槽单元包括：

第一矩形槽，所述第一矩形槽设置在所述本体的一侧表面上；

第二矩形槽，所述第二矩形槽设置在与所述第一矩形槽相对的侧表面上；

第一斜方槽，所述第一斜方槽设置在所述本体的另一侧表面上；

第二斜方槽，所述第二斜方槽设置在与所述第一斜方槽相对的侧表面上。

3.如权利要求2所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述测试金字塔型件还包括：

第一螺纹孔，所述本体上开设有所述第一螺纹孔，所述第一螺纹孔开设在第二凹槽单元的槽底中心，且，所述第一螺纹孔的中心线垂直于所述第二凹槽单元的槽底。

4.如权利要求1所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述测试金字塔型件还包括:

第二螺纹孔，所述圆柱型凸台上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔位于所述圆柱型凸台中心，且，所述第二螺纹孔的中心线垂直于所述底座。

5.如权利要求1所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述测试金字塔型件还包括:

销孔，所述销孔为四个，分别均匀设置在所述本体上表面的四角。

6.如权利要求5所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述销孔沿所述圆柱型凸台的中心与所述本体上表面的四角方向对称分布。

7.如权利要求1所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述倒角为圆锥曲面。

8.如权利要求1所述的测试金字塔型件，其特征在于，所述底座四角为圆角。

9.一种五坐标机床综合检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

制备长方体毛坯；

将所述长方体毛坯水平置于五坐标机床上进行测试金字塔型件加工；

采用五轴端铣方式加工所述测试金字塔型件的底座、本体及第二凹槽单元；

采用三轴粗铣、三轴精铣加工圆柱型凸台；

采用五轴侧刃铣削方式加工所述测试金字塔型件的第一凹槽；

采用五轴联动插动插补加工第一螺纹孔、第二螺纹孔及销孔；

对加工完成的所述测试金字塔型件进行几何公差、位置公差、孔系精度、螺纹精度、表面光洁度、表面光顺度的检测，获得所述五坐标机床的综合测试结果。

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