CN111069642B - 三维空间中斜孔加工工艺 - Google Patents

三维空间中斜孔加工工艺 Download PDF

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B35/00Methods for boring or drilling, or for working essentially requiring the use of boring or drilling machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods

Abstract

本发明提供了一种三维空间中斜孔加工工艺,解决现有对三维空间交点尺寸的加工工艺无直接定位基准,难以保证零件尺寸精度要求的问题。该工艺包括步骤:1)将待加工工件与工艺校正球安装在机床附件转台工作面上;2)定调整待加工工件的位置,使得校正待加工工件的其中一个基准面与XY平面的X轴线平行;3)测量工艺校正球球心与待加工工件Y基准面、X基准面、Z基准面的距离L1、L2、L4,4)将机床附件转台绕Z轴转动A°,5)将机床附件转台绕Y轴转动B°;6)计算工艺校正球中心与待加工斜孔中心线在Y轴方向的距离L5以及工艺校正球中心与待加工斜孔中心线在X轴方向的距离L;7)按计算的距离L5和L,依次移动机床主轴,加工斜孔。

Description

三维空间中斜孔加工工艺
技术领域
本发明属于斜孔加工技术,具体涉及一种三维空间中斜孔加工工艺。
背景技术
在机械零件产品加工制造过程中,会遇到带有空间交点尺寸要求的一类零件,这类零件的空间交点尺寸要素相对于零件设计基准具有一定的尺寸精度要求。例如,在一些液压阀类零件中,与阀芯孔成一定角度的油路交叉孔,油路交叉孔轴线与零件的设计基准面或基准孔的轴线形成三维空间交点尺寸并具有一定位置精度要求。此类零件在加工中,被加工要素与机床工作台面在加工切削状态下,通常无直接可以定位的面或孔做为工艺定位基准,所以难以精确定位被加工要素的加工轴线位置,若采用钳工划线加工的工艺方法难以保证零件的尺寸精度要求。
发明内容
为了解决现有对三维空间交点尺寸的加工工艺无直接定位基准,难以保证零件尺寸精度要求的技术问题,本发明提供了一种三维空间中斜孔加工工艺。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种三维空间中斜孔加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)将待加工工件与工艺校正球安装在机床附件转台工作面上;要求:工艺校正球中心与待加工斜孔中心线所在的平面保持距离L5,且工艺校正球中心比待加工工件上加工面高L4;
2)定义机床的加工平台为XY平面,调整待加工工件的位置,使得校正待加工工件的其中一个基准面与机床Y轴线垂直,设该基准面为待加工工件的X基准面;则,与机床X轴线垂直的基准面为Y基准面;与机床Z轴线垂直的基准面为Z基准面;
3)测量工艺校正球球心与待加工工件Y基准面的距离L1、与待加工工件X基准面的距离L2以及与待加工工件Z基准面的距离L4;
4)根据待加工斜孔中心线在XY平面上的投影相对于X轴的夹角A°,将机床附件转台绕Z轴转动A°,使得待加工斜孔中心线与X轴平行;
5)再根据待加工斜孔中心线在XZ平面上的投影相对于Z轴的夹角B°,将机床附件转台绕Y轴转动B°,使得待加工斜孔中心线与Z轴平行;
6)计算工艺校正球中心与待加工斜孔中心线在Y轴方向的距离L5以及工艺校正球中心与待加工斜孔中心线在X轴方向的距离L;
其中,
7)在XY平面内,按步骤6)所计算的距离L5和L,依次移动机床主轴,加工斜孔。
与现有技术相比,本发明的优点是:
本发明斜孔加工工艺采用三轴加工中心与机床转台以及工艺校正球配合,利用三维空间旋转后使待加工工件的被加工要素与机床轴线平行,再通过工艺校正球空间位置计算出被加工要素的位置尺寸,从而保证零件的尺寸精度要求,在保证零件的尺寸精度要求的同时降低了成本。
附图说明
图1是双角度空间零件示意图。;
图2是图1的俯视图;
图3是图2的A-A向剖视图;
图4是本发明三维空间中斜孔加工工艺中XY平面投影图(转台旋转前);
图5是图4将机床附件转台绕Z轴转动A°后的示意图;
图6是本发明三维空间中斜孔加工工艺中XZ平面投影图(转台旋转前);
图7是图6将机床附件转台绕Y轴转动B°后的示意图;
其中,附图标记如下:
1-待加工工件,11-X基准面,12-Y基准面,13-Z基准面,2-工艺校正球,21-校正球中心,3-转台,31-转台中心。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
加工工艺原理:在零件生产制造中,会遇到被加工要素为双角度三维空间交点尺寸的零件,被加工要素轴线在三维空间中与零件设计基准形成交点尺寸如图1至图3所示,正确合理的加工工艺是零件尺寸精度的有效保证。为了满足零件精度的要求,本申请借助于工艺校正球2作为工艺基准,利用工艺校正球2球面多维度测量特性,校正球中心21在三维空间中相对与机床坐标系的位置,利用待加工工件1与工艺校正球2同时安装在机床附件转台3上,待加工工件1与工艺校正球2在三维空间变化时两者相对位置不发生变化的特性,调整机床附件转台3通过两次变化加工角度使被加工要素轴线与机床主轴轴线平行,通过工艺测量值与零件图给定的被加工要素相关尺寸,计算出被加工要素三维空间交点与工艺校正球2的相对位置尺寸从而建立零件加工坐标系。
对双角度三维空间交点孔的加工进行分析,如图1所示,被加工要素¢G孔贯穿两已知孔在三维空间XYZ坐标系中,与XZ平面形成夹角A°,与XY平面形成夹角B°,被加工要素¢G孔轴线与已知孔轴线交点相对于零件基准面YZ平面、XZ平面定位尺寸分别为L6、L7,相对于XY平面为零,要正确的加工¢G孔保证零件图尺寸以及位置要求,应利用上述加工工艺原理,以工艺校正球2做为工艺加工基准,通过工艺测量尺寸与零件给定的被加工要素相关尺寸要求,运用空间解析几何关系计算出被加工要素与设计基准的空间交点相对于工艺校正球2球心的位置来建立加工坐标系。
如图4至图7所示,一种三维空间中斜孔加工工艺,包括以下步骤:
1)将待加工工件1与工艺校正球2安装在机床附件转台3工作面上;为避免工艺校正球2在加工过程中干涉刀具,要求:工艺校正球2中心与待加工斜孔中心线所在的平面保持距离L5,且工艺校正球2中心比待加工工件上加工面高L4;
2)定义机床的加工平台为XY平面,调整待加工工件的位置,使得校正待加工工件1的其中一个基准面与机床Y轴线垂直,设该基准面为待加工工件1的X基准面11;则,与机床X轴线垂直的基准面为Y基准面12;与机床Z轴线垂直的基准面为Z基准面13;
3)测量工艺校正球2球心与待加工工件Y基准面的距离L1、与待加工工件X基准面的距离L2以及与待加工工件Z基准面的距离L4;
4)根据待加工斜孔中心线在XY平面上的投影相对于X轴的夹角A°,以转台中心21为旋转中心,将机床附件转台3绕Z轴转动A°,如图5所示,使得待加工斜孔中心线与X轴平行;
5)再根据待加工斜孔中心线在XZ平面上的投影相对于Z轴的夹角B°,以转台中心21为旋转中心,将机床附件转台3绕Y轴转动B°,如图7所示,使得待加工斜孔中心线与Z轴平行;
通过两次角度的转动被加工要素¢G孔轴线与机床主轴轴线处于平行状态,只要确定被加工要素¢G孔与工艺校正球2的相对位置就可以确定零件加工坐标系;
6)计算工艺校正球2中心与待加工斜孔中心线在Y轴方向的距离L5以及工艺校正球2中心与待加工斜孔中心线在X轴方向的距离L;
如图4所示,在Rt⊿ABG、Rt⊿ABC中由测量尺寸L1、L2以及零件给定尺寸L6、L7、A°可以计算出L3、L5的数值;
如图6所示,上述计算数据L3、测量数据L4以及零件已知角度B°在Rt⊿EFN、Rt⊿MNE中可以计算出工艺校正球2球心相对于被加工要素¢G孔的距离尺寸L;
7)通过步骤6)所计算出的距离L5和L值,确定在三维空间中被加工要素与工艺校正球2球心的相对位置,即可以建立加工坐标系,依次移动机床主轴,加工斜孔,精确的保证了三维空间孔的设计尺寸要求。
本实施例加工工艺利用三轴加工中心与机床附件转台3以及工艺校正球2配合,通过零件图中与被加工要素相关的设计给定尺寸以及工艺测量尺寸,运用空间几何关系分析计算出工艺校正球2与被加工要素相关的定位尺寸,从而精确定位被加工要素的加工轴线来保证零件的尺寸精度位置要求。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述,并不将本发明的技术方案限制于此,本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (1)

1.一种三维空间中斜孔加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)将待加工工件(1)与工艺校正球(2)安装在机床附件转台(3)工作面上;要求:工艺校正球(2)中心与待加工斜孔中心线所在的平面保持距离L5,且工艺校正球(2)中心比待加工工件(1)的上加工面高L4;
2)定义机床的加工平台为XY平面,调整待加工工件(1)的位置,使得校正待加工工件(1)的其中一个基准面与机床Y轴线垂直,设该基准面为待加工工件(1)的X基准面(11);则,与机床X轴线垂直的基准面为Y基准面(12);与机床Z轴线垂直的基准面为Z基准面(13);
3)测量工艺校正球(2)球心与待加工工件(1)Y基准面(12)的距离L1、与待加工工件(1)X基准面(11)的距离L2以及与待加工工件(1)Z基准面(13)的距离L4;
4)根据待加工斜孔中心线在XY平面上的投影相对于X轴的夹角A°,将机床附件转台(3)绕Z轴转动A°,使得待加工斜孔中心线与X轴平行;
5)再根据待加工斜孔中心线在XZ平面上的投影相对于Z轴的夹角B°,将机床附件转台(3)绕Y轴转动B°,使得待加工斜孔中心线与Z轴平行;
6)计算工艺校正球(2)中心与待加工斜孔中心线在Y轴方向的距离L5以及工艺校正球(2)中心与待加工斜孔中心线在X轴方向的距离L;
其中,
其中,L6、L7分别为被加工要素¢G孔轴线与已知孔轴线交点相对于零件基准面YZ平面、XZ平面定位尺寸;
7)在XY平面内,按步骤6)所计算的距离L5和L,依次移动机床主轴,加工斜孔。
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3695508B2 (ja) * 1999-01-08 2005-09-14 トヨタ自動車株式会社 面取り加工方法
JP4943173B2 (ja) * 2007-02-06 2012-05-30 東芝機械株式会社 スライドコア穴の加工方法およびスライドコア穴加工に用いる計測・補正システム
CN102922004B (zh) * 2012-10-15 2014-09-17 山西航空发动机维修有限责任公司 坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法
CN105522183A (zh) * 2014-09-30 2016-04-27 安徽应流机电股份有限公司 一种动态斜孔加工方法
CN106735385B (zh) * 2016-12-09 2018-09-28 中国科学院合肥物质科学研究院 四轴机床上三维双向斜孔的加工方法
CN110076371A (zh) * 2019-04-30 2019-08-02 沈阳透平机械股份有限公司 空间斜孔的加工方法

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