CN109604674A - 周向群孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周向群孔的加工方法，包括：确定待加工工件的周向群孔的数量，将所述周向群孔分成多个群孔组，每个所述群孔组的周向群孔的数量相同；根据所述群孔组的数量，确定每个所述群孔组的基准孔的位置坐标，所述基准孔为所述群孔组内的周向群孔；根据所述基准孔的位置坐标，加工所述基准孔；根据所述群孔组的周向群孔的数量，确定所述群孔组内的各所述周向群孔的位置坐标；根据所述周向群孔的位置坐标，加工所述群孔组内的周向群孔。本发明能提高周向群孔的加工精度，避免周向群孔的加工位置出现错位的情况。

Description

周向群孔的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种周向群孔的加工方法。

背景技术

数控机械加工经常要在工件表面加工出多个周向等距分布的孔。目前在加工该类周向群孔通常采用数控机床进行加工，数控机床加工原理通常是根据周向群孔的数量算出每个待加工的周向群孔之间的角度差，然后根据每个周向群孔之间的角度差，从数控机床确定的0°位置依次加工所有待加工的周向群孔。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有数控机床的加工精度只能精确到3位小数位，而当孔的定位角度为多位小数(如定位角度的小数位等于或超过4位)时，数控机床只能采用“四舍五入法”近似处理的方法处理定位角度。因此，在采用数控机床的依次加工周向群孔时，由于待加工孔的定位角度已经过“四舍五入法”近似处理且与理论值存在一定差异，待加工孔间的差距误差就会随着待加工孔数量的增多而不断累积，使周向群孔的加工位置和孔距逐渐偏离理论值，甚至出现错位。

发明内容

本发明实施例提供了一种周向群孔的加工方法，能避免加工的周向群孔的定位角度为多位小数时，周向群孔的加工位置和孔距出现偏离和周向群孔的位置出现错位的情况，提高加工精度。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种周向群孔的加工方法，所述加工方法包括：确定待加工工件的周向群孔的数量，将所述周向群孔分成多个群孔组，每个所述群孔组的周向群孔的数量相同；根据所述群孔组的数量，确定每个所述群孔组的基准孔的位置坐标，所述基准孔为所述群孔组内的周向群孔；根据所述基准孔的位置坐标，加工所述基准孔；根据所述群孔组的周向群孔的数量，确定所述群孔组内的各所述周向群孔的位置坐标；根据所述周向群孔的位置坐标，加工所述群孔组内的周向群孔。

进一步地，所述确定周向群孔的数量，将所述周向群孔分成多个所述周向群孔的数量相同的群孔组之前，包括：在所述待加工工件上划出所述周向群孔的节圆位置线，控制数控机床校正所述周向群孔的节圆位置线。

进一步地，所述位置坐标为所述待加工工件上待加工的周向群孔的所在位置与所述待加工工件的初始位置之间的圆心角，所述圆心角为定位角度。

进一步地，所述确定每个所述群孔组的基准孔的位置坐标，包括：根据所述群孔组的数量，确定两个相邻的所述基准孔之间的夹角；以所述初始位置作为任意一个所述基准孔的待加工位置，确定出全部所述基准孔的所述定位角度。

进一步地，所述确定所述群孔组内的各所述周向群孔的位置坐标，包括：根据所述群孔组的周向群孔的数量和两个相邻的所述基准孔之间的夹角等分计算出所述群孔组内的各所述周向群孔的定位角度。

进一步地，所述加工方法还包括：检测各所述周向群孔的加工精度。

进一步地，所述周向群孔包括周向布置的轴向群孔和周向布置的径向群孔。

进一步地，两个相邻的所述周向群孔之间的角度为小数不少于4的角度。

进一步地，所述群孔组的数量被360°整除。

进一步地，所述加工所述基准孔和加工所述群孔组内的周向群孔时，包括：将钻头的轴线与所述周向群孔的轴线对齐重合。

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周向群孔划分成多个周向群孔数量相同的群孔组，并根据群孔组的数量，确定出每个群孔组的基准孔的位置坐标；由于分组的数量可以根据周向群孔的总数确定，因此可以保证每个群孔组的基准孔的位置坐标均为整数，从而可以避免出现误差。然后确定每个群孔组内的各周向群孔的位置坐标，并采用等分的方式对各群孔组内的周向群孔进行加工。这样采用分组加工法加工待加工工件可以减小周向群孔的位置坐标之间存在的误差积累；解决了数控机床加工周向群孔的位置坐标(如周向群孔的位置角度)为多位小数(大于或等于4)时，因周向群孔的位置坐标误差积累导致周向群孔的位置坐标出现误差的问题，保证了周向群孔的加工精度。

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周向群孔的加工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种周向群孔加工装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种周向群孔加工装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种周向群孔的加工方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种基准孔的位置分布图；

图6是本发明实施例提供的一种群孔组的示意图。

图中各符号表示含义如下：

1-数控机床，2-摆角铣头，3-钻头、4-划针，5-回转工作台，6-待加工工件。

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。

图1是本发明实施例提供的一种周向群孔的加工方法的流程图。如图1所示，该加工方法包括：

步骤101：确定待加工工件的周向群孔的数量，将周向群孔分成多个周向群孔的数量相同的群孔组。

其中，每个群孔组的周向群孔的数量相同，即待加工工件的周向群孔被等分为多个群孔组。

在本实施例中，周向群孔的总数量可以为n，n大于0，根据周向群孔的总数量n将周向群孔分成N组，N大于0。

其中，周向群孔总数量n是分组数量N的整数倍。且圆周角360°也是分组数量N的整数倍。周向群孔为等角度均匀分布的孔、周向群孔的定位角度为多位小数，包含孔的定位角度小数位超过或等于4位的有限小数、无限小数。其中，无限小数包含无限循环小数和无限不循环小数。

步骤102：根据群孔组的数量，确定每个群孔组的基准孔的位置坐标。

其中，基准孔为群孔组内的周向群孔。

步骤102包括，依据分组数量N在待加工周向群孔节圆线上确定N等分点，其中，基准孔位于等分点处，基准孔的数量为N。

步骤103：根据基准孔的位置坐标，加工基准孔。

具体地，位置坐标可以为待加工工件上待加工的周向群孔的所在位置与待加工工件的初始位置之间的圆心角。根据分组数量为N，以0°位置为初始位置，以周向群孔的节圆位置线为基准，通过数控机床的回转工作台和钻头依次加工待加工工件上的基准孔。

步骤104：根据群孔组的周向群孔的数量，确定群孔组内的各周向群孔的位置坐标。

步骤105：根据周向群孔的位置坐标，加工群孔组内的周向群孔。

具体地，以0°位置为初始位置，以周向群孔的节圆位置线为基准，分别以已加工的基准孔为起始孔，通过数控机床的回转工作台和钻头依次等分加工每组余下的(n/N-1)个孔，共N组。

本发明实施例通过将周向群孔划分成多个周向群孔数量相同的群孔组，并根据群孔组的数量，确定出每个群孔组的基准孔的位置坐标；由于分组的数量可以根据周向群孔的总数确定，因此可以保证每个群孔组的基准孔的位置坐标均为整数，从而可以避免出现误差。然后确定每个群孔组内的各周向群孔的位置坐标，并采用等分的方式对各群孔组内的周向群孔进行加工。这样采用分组加工法加工待加工工件可以减小周向群孔的位置坐标之间存在的误差积累；解决了数控机床加工周向群孔的位置坐标(如周向群孔的位置角度)为多位小数(大于或等于4)时，因周向群孔的位置坐标误差积累导致周向群孔的位置坐标出现误差的问题，保证了周向群孔的加工精度。

图2是本发明实施例提供的一种周向群孔加工装置的结构示意图、图3是本发明实施例提供的另一种周向群孔加工装置的结构示意图。如图2、3所示，该周向群孔加工装置包括：数控机床1、回转工作台5、摆角铣头2、划针4和钻头3。待加工工件6竖直放置于数控机床的回转工作台5上，摆角铣头2固定在数控机1床的垂直刀架上，划针4和钻头3均可以固定在摆角铣头2上。其中，当划针4固定到摆角铣头2上时，用于校正待加工工件6；当钻头3固定到摆角铣头2上，用于加工周向群孔。

下面以某盾构机支撑环筒体端面上的沿周向均布的190个M14的铰接密封压板安装螺孔的加工为例，对周向群孔的加工方法进行进一步说明：

图4是本发明实施例提供的另一种周向群孔的加工方法的流程图。如图4所示，该加工方法包括：

步骤201：在待加工工件上划出周向群孔的节圆位置线(参见图5中a)，控制数控机床校正周向群孔的节圆位置线。

如图3所示，将摆角铣头固定在数控机床的垂直刀架上，将划针固定到摆角铣头上，以待加工工件上已刻划的周向群孔的圆心节圆位置线为基准，用划针校正节圆位置线。

具体地，将盾构机支撑环筒体置于数控机床的回转工作台上、有待加工孔的端面朝上，以盾构机支撑环筒体端面上已刻划的铰接密封压板安装螺孔的节圆位置线为基准，将划针置于节圆位置线上并使划针与盾构机支撑环筒体上已刻划的周向群孔的节圆位置线重合，转动回转工作台，观察划针是否始终位于节圆位置线上且与节圆位置线重合。当划针偏离节圆位置线时，则表明盾构机支撑环筒体在回转工作台上的安装位置不准确，此时调整盾构机支撑环筒体的安装位置，继续转动回转工作台，直至观察划针始终位于节圆位置线上，则表明盾构机支撑环筒体在回转工作台上的安装位置准确。通过校正节圆位置线完成盾构机支撑环筒体安装位置的校正。

步骤202：确定待加工工件的周向群孔的数量，将周向群孔分成多个周向群孔的数量相同的群孔组。

其中，每个群孔组的周向群孔的数量相同，即待加工工件的周向群孔被等分为多个群孔组。

步骤202中，在将周向群孔划分为多个群孔组之前，先确定出待加工工件的周向群孔(即铰接密封压板安装螺孔)的数量为190个，由于铰接密封压板安装螺孔圆周分布，因此每个铰接密封压板安装螺孔之间的夹角为1°53′41″。换算可知1°53′41″＝1.89472°(为无限循环小数，小数位超过3位)，由于现有数控机床的精度只能精确到3位小数，需对1.89472°采用“四舍五入法”进行近似处理只保留小数点后3位小数(约为1.895°)。由于经过“四舍五入法”近似处理后比理论值有偏差，若采用常规的依次加工法加工环状的周向群孔，偏差就会不断累积，导致孔的定位角度逐步偏离理论值，经计算得知，孔距最大偏差为-2.75mm，使部分周向群孔出现错位不能满足图样要求。

由于盾构机支撑环筒体端面上的沿周向均布了190个铰接密封压板安装螺孔。且为便于分组，确定分组数量时，需保证群孔组的数量被360°整除，因此，本发明实施例中，可以将190个孔等分为10组即每组19个孔。

步骤203：根据群孔组的数量，确定每个群孔组的基准孔的位置坐标。

其中，基准孔为群孔组内的周向群孔。且位置坐标可以为待加工工件上待加工的周向群孔的所在位置与待加工工件的初始位置之间的圆心角，该圆心角为各周向群孔的定位角度。

步骤203可以包括：根据群孔组的数量，确定两个相邻的基准孔之间的夹角；以初始位置作为任意一个基准孔的待加工位置，确定出全部基准孔的定位角度。

本发明实施例中，190个螺孔被划分为10个群孔组(即每组19个螺孔)。此时，每个群孔组的等分线间的角度为36°(参见图5)，即确定出每两个相邻的基准孔之间的夹角同为36°。

进一步地，将初始位置作为任意一个基准孔的待加工位置。本实施例中，0°位置为初始位置，即确定出一个基准孔的定位角度为0°，由于各个相邻的两个基准孔之间的夹角相同，因此可以确定出10个基准孔的定位角度分别为0°、36°、72°、108°、144°、180°、216°、252°、288°和324°。

并且在本发明实施例中，由于每个群孔组均包括19个周向群孔，因此上述10个基准孔的顺序分别为第1、20、39、58、77、96、115、134、153、172个基准孔。且10个基准孔均位于群孔组的等分线上。

步骤204：根据基准孔的定位角度，加工基准孔。

在本发明实施例中，确定10个基准孔的定位角度后，以盾构机支撑环筒体端面上已刻划的铰接密封压板安装螺孔的节圆位置线为基准，在节圆位置线上依次加工上述已确定的第1、20、39、58、77、96、115、134、153、172个基准孔。

在本实施例中，步骤204还可以包括：控制数控机床驱动钻头对准确定的10个基准孔，并将钻头的轴线与周向群孔的轴线对齐重合，以保证加工出的基准孔的精度。待钻头的轴线与周向群孔的轴线对齐重合后，控制数控机床钻出基准孔。

步骤205：根据群孔组的周向群孔的数量，确定群孔组内的各周向群孔的位置坐标。

其中，位置坐标可以为待加工工件上待加工的周向群孔的所在位置与待加工工件的初始位置之间的圆心角，该圆心角为各周向群孔的定位角度。

步骤205可以包括：根据群孔组的周向群孔的数量和两个相邻的基准孔之间的夹角等分计算出群孔组内的各周向群孔的定位角度。

具体地，每个群孔组的周向群孔的数量均为19，且相邻的两个基准孔之间的夹角为36°。因此可以确定出群孔组内每个周向群孔之间的夹角为36°/19＝1.89472°。由于确定了10个基准孔的定位角度，且也确定了各个周向群孔之间的夹角，因此可以确定群孔组内的各周向群孔的定位角度。

示例性地，如第1个基准孔的定位角度为0°，那么可以计算出第2个周向群孔的的定位角度为0°+1.89472°＝1.89472°，以此类推可以计算出该群孔组内的19个周向群孔的定位角度。

步骤206：根据周向群孔的位置坐标，加工群孔组内的周向群孔。

具体地，将钻头固定到摆角铣头上，以0°位置为初始位置，以周向群孔的节圆位置线为基准，分别以已加工的基准孔为起始孔，通过回转工作台和钻头依次等分加工每个群孔组余下的(n/N-1)个孔，共N组。

在本发明实施例中具体的加工步骤可以包括：以0°位置为初始位置，以盾构机支撑环筒体端面上已刻划的铰接密封压板安装螺孔的节圆位置线为基准，分别以上述已加工的第1、20、39、58、77、96、115、134、153、172个孔基准孔为起始孔。依次加工依次等分加工每个群孔组余下的18个孔(参见图6)，经过计算分析对比得知，此时每组孔中最大孔距理论偏差只有+0.0385mm。因此，本发明采用分组加工法加工待加工工件可以减小周向群孔的定位角度之间存在的误差积累；解决了数控机床加工周向群孔的定位角度为多位小数(大于或等于4)时，因周向群孔的定位角度误差积累导致周向群孔的定位角度出现误差的问题，保证了周向群孔的加工精度。

步骤207：检测各周向群孔的加工精度。

加工完毕后，通过检测各周向群孔的加工精度，确定工件的加工质量，防止残次品投入实际使用中。

在本发明实施例中，周向群孔包括周向布置的轴向群孔和周向布置的径向群孔。其中，加工周向布置的轴向群孔时，钻头与垂直刀架平行；加工周向布置的径向群孔时，钻头与垂直刀架垂直。

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)

1.一种周向群孔的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

确定待加工工件的周向群孔的数量，将所述周向群孔分成多个群孔组，每个所述群孔组的周向群孔的数量相同；

根据所述群孔组的数量，确定每个所述群孔组的基准孔的位置坐标，所述基准孔为所述群孔组内的周向群孔；

根据所述基准孔的位置坐标，加工所述基准孔；

根据所述群孔组的周向群孔的数量，确定所述群孔组内的各所述周向群孔的位置坐标；

根据所述周向群孔的位置坐标，加工所述群孔组内的周向群孔。

2.根据权利要求1所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述确定周向群孔的数量，将所述周向群孔分成多个所述周向群孔的数量相同的群孔组之前，包括：

在所述待加工工件上划出所述周向群孔的节圆位置线，控制数控机床校正所述周向群孔的节圆位置线。

3.根据权利要求1所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述位置坐标为所述待加工工件上待加工的周向群孔的所在位置与所述待加工工件的初始位置之间的圆心角，所述圆心角为定位角度。

4.根据权利要求3所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述确定每个所述群孔组的基准孔的位置坐标，包括：

根据所述群孔组的数量，确定两个相邻的所述基准孔之间的夹角；

以所述初始位置作为任意一个所述基准孔的待加工位置，确定出全部所述基准孔的所述定位角度。

5.根据权利要求4所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述确定所述群孔组内的各所述周向群孔的位置坐标，包括：

根据所述群孔组的周向群孔的数量和两个相邻的所述基准孔之间的夹角等分计算出所述群孔组内的各所述周向群孔的定位角度。

6.根据权利要求1至5任一项所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括：检测各所述周向群孔的加工精度。

7.根据权利要求1至5任一项所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述周向群孔包括周向布置的轴向群孔和周向布置的径向群孔。

8.根据权利要求1至5任一项所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，两个相邻的所述周向群孔之间的角度为小数不少于4的角度。

9.根据权利要求1至5任一项所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述群孔组的数量被360°整除。

10.根据权利要求1至5任一项所述的周向群孔的加工方法，其特征在于，所述加工所述基准孔和加工所述群孔组内的周向群孔时，包括：将钻头的轴线与所述周向群孔的轴线对齐重合。