CN111069977A - 适用于加工中心的对表件、精密加工工艺及零件尺寸测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于加工中心的对表件、精密加工工艺及零件尺寸测量方法，解决现有检测工具校正零件加工基准，存在校正精度较低，无法适用于位置精度要求高的零件的问题。其中对表件包括磁力表架，磁力表架上设有对表凹槽，对表凹槽的内侧面与磁力表架吸附面平行。加工工艺包括以下步骤：1)校对磁力表架：测量并记录对表凹槽的实际宽度A；将百分表安装至加工主轴弹簧卡头上，将磁力表架吸附在加工中心机床的一个表面上；将百分表移至对表凹槽中心，对百分表进行调零；2)零件加工：将百分表移至零件的两个基准面中的一个之上；将百分表相对该基准面调零，记录主轴中心相对该基准面的距离L，L＝A/2，建立工件坐标系，进行零件加工。

Description

适用于加工中心的对表件、精密加工工艺及零件尺寸测量 方法
技术领域
本发明属于校准面测量技术，具体涉及一种适用于加工中心的对表件、精密加工工艺及零件尺寸测量方法。
背景技术
在零件的铣削加工工艺中，通常需要校正零件基准中心或基准面建立工件坐标系，零件基准中心需通过零件已知孔基准或面基准，利用检测工具来校正零件加工基准从而建立工件坐标系，目前采用的检测工具包括探头、百分表、校正棒，利用校正棒找正零件加工基准，通常校正精度较低(0.1mm以内)，在没有配备探头的情况下，对于位置精度要求高的零件(0.01mm
以内)无法精确校正零件加工基准，因此迫切需要设计一种可实现高精度校正零件基准中心的测量方式。
发明内容
为了解决现有检测工具校正零件加工基准，存在校正精度较低，无法适用于位置精度要求高的零件的技术问题，本发明提供了一种适用于加工中心的对表件、精密加工工艺及零件尺寸测量方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种适用于加工中心的对表件，其特殊之处在于：包括磁力表架，所述磁力表架上设有对表凹槽，所述对表凹槽的内侧面与磁力表架吸附面平行。
进一步地，所述对表凹槽内侧面与磁力表架吸附面的平行度为0.002～0.003。
本发明提供了一种适用于加工中心的精密加工工艺，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)校对磁力表架
1.1)在磁力表架上加工对表凹槽，所述对表凹槽的内侧面为测量面；设置对表凹槽的测量面与磁力表架吸附面平行，测量并记录对表凹槽的实际宽度A；
1.2)将百分表安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架吸附在加工中心机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表移至对表凹槽中心，对百分表进行调零，则调零后的百分表回转直径为对表凹槽实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件加工
2.1)将相对对表凹槽调零后的百分表移至零件的两个基准面中的一个之上；所述两个基准面为X轴方向基准面、Y轴方向基准面，即基准面Ⅰ、基准面Ⅱ；将百分表相对该基准面调零，记录主轴中心相对该基准面的距离L，L＝A/2；
2.2)根据零件图加工尺寸要求选择相对于该基准面的某点B(X，Y)作为工件坐标系原点，其中X、Y分别为工件坐标系原点在机床X轴、Y轴方向上距离机床主轴相对于基准面对表后的距离，将机床主轴移动至B点，即在X方向移动X+L、Y方向移动Y+L，建立工件坐标系，进行零件加工。
进一步地，步骤1.1)中，在磁力表架上加工对表凹槽时，需要对磁力表架对表凹槽内侧面的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行。
进一步地，采用百分表进行对表凹槽的平行度校正；
所述平行度大于等于零件的加工精度。
进一步地，所述平行度为0.002～0.003。
同时，本发明还提供了一种适用于加工中心的零件尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)校对磁力表架
1.1)在磁力表架上加工对表凹槽，所述对表凹槽的内侧面为测量面；设置对表凹槽的测量面与磁力表架吸附面平行，测量并记录对表凹槽的实际宽度A；
1.2)将百分表安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架吸附在加工中心机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表移至对表凹槽中心，对百分表进行调零，则调零后的百分表回转直径为对表凹槽实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件测量
2.1)将相对对表凹槽调零后的百分表移至工件的第一测量要素的表面或孔中心，将百分表对零，则主轴中心相对第一测量要素的距离为L，L＝A/2；记录第一测量要素所在位置的机床坐标值E；
2.2)将机床主轴移至第二测量要素的表面或孔中心，将百分表对零，记录第二测量要素所在位置的机床坐标值F，则第一测量要素和第二测量要素之间的测量距离＝E-F-A/2，零件尺寸误差＝C-(E-F-A/2)；其中，C为第一测量要素和第二测量要素之间的实际距离。
进一步地，步骤1.1)中，在磁力表架上加工对表凹槽时，需要对磁力表架对表凹槽内侧面的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行。
进一步地，采用百分表进行对表凹槽的平行度校正；
所述平行度大于等于零件的加工精度。
进一步地，所述平行度为0.002～0.003。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明在磁力表架上设计对表凹槽，利用通用量具百分表相对主轴中心回转对称原理，将百分表调至对表凹槽中心，对百分表进行调零，调零后的百分表回转直径为对表凹槽实际宽度A，调零后的百分表回转半径即为A/2；将相对对表凹槽调零后的百分表，移至被测要素或基准面调零，百分表轴线所在中心与被测要素或基准面的距离为A/2，利用通用量具百分表与对表凹槽来实现精密加工对刀及零件尺寸测量，可满足高精度的要求。
2、本发明与现有探头相比，仅仅需要加工磁力表架，降低了成本。
附图说明
图1是本发明适用于加工中心的对表件的结构示意图；
图2是本发明适用于加工中心的精密加工工艺和零件尺寸测量方法中，磁力表架对表示意图；
图3是本发明适用于加工中心的精密加工工艺中百分表相对零件基准面调零示意图；
图4是本发明适用于加工中心的精密加工工艺中，根据零件图加工尺寸要求选择工件坐标系原点的示意图；
图5是图4的右视图；
图6是本发明适用于加工中心的零件尺寸测量方法中的零件测量示意图；
图7为图6的俯视图(未示出百分表)；
其中，附图标记如下：
1-磁力表架，11-对表凹槽，12-内侧面，13-吸附面，2-百分表，3-零件，31-基准面Ⅰ，32-基准面Ⅱ，33-工件坐标系原点(B点)，34-第一测量要素，35-第二测量要素。
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。
如图1所示，一种适用于加工中心的对表件，包括磁力表架，所述磁力表架上设有对表凹槽11，所述对表凹槽11的内侧面12与磁力表架吸附面13平行；对表凹槽11内侧面12与磁力表架吸附面13的平行度为0.002～0.003。
如图2至5所示，本实施例提供了一种适用于加工中心的精密加工工艺，包括以下步骤：
1)校对磁力表架1(即对表件)
1.1)在磁力表架1上加工对表凹槽11，所述对表凹槽11的内侧面12为测量面；设置对表凹槽11的测量面与磁力表架1吸附面13平行，测量并记录对表凹槽11的实际宽度A；
其中，在磁力表架1上加工对表凹槽11时，需要对磁力表架1对表凹槽11内侧面12的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行；采用百分表2进行对表凹槽11的平行度校正；所述平行度大于等于零件3的加工精度，优选平行度为0.002～0.003；
对表凹槽11加工时，对磁力表架1吸附面13有平行度要求，因此在磁力表架1上开槽的目的是为了节省校对对表凹槽11的内侧面12与机床X轴或者Y轴平行，将磁力表架1直接吸附在于机床X轴或者Y轴平行的平面上，就省去了校对对表凹槽11内侧面12的时间；
1.2)将百分表2安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架1吸附在加工中心机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表2移至对表凹槽11中心，对百分表2进行调零，则调零后的百分表2回转直径为对表凹槽11实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件3加工
2.1)将相对对表凹槽11调零后的百分表2移至零件3的两个基准面中的一个之上，两个基准面分别为基准面Ⅰ31、基准面Ⅱ32；所述两个基准面为X轴方向基准面、Y轴方向基准面；将百分表2相对该基准面调零，此时，主轴中心相对基准面距离即为百分表2调零后的回转半径A/2；同时，记录主轴中心相对该基准面的距离L，L＝A/2；
2.2)根据零件3图加工尺寸要求选择相对于该基准面的某点B(X，Y)作为工件坐标系原点33，其中X、Y分别为工件坐标系原点33在机床X轴、Y轴方向上距离机床主轴相对于基准面对表后的距离，将机床主轴移动至B点，即在X方向移动X+L、Y方向移动Y+L，建立工件坐标系，进行零件3加工。
如图6和图7所示，本实施例还提供了一种适用于加工中心的零件尺寸测量方法，精密测量与加工对刀原理相似都是将百分表2校对磁力表架1对表凹槽11对零后，调零后的百分表2回转直径为对表凹槽11实际宽度A，回转半径即为A/2，与测量面百分表2对零后，主轴相对于测量面距离即为A/2，具体包括以下步骤：
1)校对磁力表架1
1.1)在磁力表架1上加工对表凹槽11，所述对表凹槽11的内侧面12为测量面；设置对表凹槽11的测量面与磁力表架1吸附面13平行，测量并记录对表凹槽11的实际宽度A；
其中，在磁力表架1上加工对表凹槽11时，需要对磁力表架1对表凹槽11内侧面12的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行；采用百分表2进行对表凹槽11的平行度校正；所述平行度大于等于零件3的加工精度，优选对表凹槽11的测量面与磁力表架1吸附面13平行度为0.002～0.003；
对表凹槽11加工时，对磁力表架1吸附面13有平行度要求，因此在磁力表架1上开槽的目的是为了节省校对对表凹槽11的内侧面12与机床X轴或者Y轴平行，将磁力表架1直接吸附在于机床X轴或者Y轴平行的平面上，就省去了校对对表凹槽11内侧面12的时间
1.2)将百分表2安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架1吸附在机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表2移至对表凹槽11中心，对百分表2进行调零，则调零后的百分表2回转直径为对表凹槽11实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件3测量
2.1)将相对对表凹槽11调零后的百分表2移至工件的第一测量要素34的表面或孔中心，将百分表2对零，实现调整第一测量要素34与主轴重合，则主轴中心相对第一测量要素34的距离为L，L＝A/2；记录第一测量要素34所在位置的机床坐标值E；
2.2)将机床主轴移至第二测量要素35的表面或孔中心，将百分表2对零，记录第二测量要素35所在位置的机床坐标值F，则第一测量要素34和第二测量要素35之间的测量距离＝E-F-A/2，零件3尺寸误差＝C-(E-F-A/2)；其中，C为第一测量要素34和第二测量要素35之间的实际距离。
本实施例加工和测量原理：面基准校正目的是通过测量工具使机床主轴中心所在的X方向或Y方向的平面与测量面基准理论面重合，利用百分表2测量面基准实际就是要已知百分表2相对于某一刻度时的回转半径，那么在用百分表2测量基准面时同理相对于某一刻度就能知道机床主轴中心相对于基准面的距离(即为百分表2的回转半径)，要确定百分表2的回转半径，通过设计一种对表工具来精确校对百分表2的回转半径实际值，即对表块设计。
通常在利用对表块校对百分表2回转半径时需要校正对表块对表凹槽11内侧面12，保证此侧面与机床的X、Y、Z任意轴线平行，这样才能保证校对百分表2回转半径正确，为确保测量方便提高测量效率，利用磁力表座来制造对表块，在对表块上加工对表凹槽11，对表凹槽11内侧面12与磁力表座吸附面13平行，那么在对表时，可将磁力表座吸附到与机床的X、Y、Z任意轴线平行的已知加工面上，这样就减少校正零件3测量块的时间，提高了零件3加工效率。
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 (10)

1.一种适用于加工中心的对表件，其特征在于：包括磁力表架(1)，所述磁力表架(1)上设有对表凹槽(11)，所述对表凹槽(11)的内侧面(12)与磁力表架(1)吸附面(13)平行。
2.根据权利要求1所述适用于加工中心的对表件，其特征在于：所述对表凹槽(11)内侧面(12)与磁力表架(1)吸附面(13)的平行度为0.002～0.003。
3.一种适用于加工中心的精密加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)校对磁力表架(1)
1.1)在磁力表架(1)上加工对表凹槽(11)，所述对表凹槽(11)的内侧面(12)为测量面；设置对表凹槽(11)的测量面与磁力表架(1)吸附面(13)平行，测量并记录对表凹槽(11)的实际宽度A；
1.2)将百分表(2)安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架(1)吸附在加工中心机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表(2)移至对表凹槽(11)中心，对百分表(2)进行调零，则调零后的百分表(2)回转直径为对表凹槽(11)实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件(3)加工
2.1)将相对对表凹槽(11)调零后的百分表(2)移至零件(3)的两个基准面中的一个之上；所述两个基准面为X轴方向基准面、Y轴方向基准面，即基准面Ⅰ(31)、基准面Ⅱ(32)；将百分表(2)相对该基准面调零，记录主轴中心相对该基准面的距离L，L＝A/2；
2.2)根据零件(3)图加工尺寸要求选择相对于该基准面的某点B(X，Y)作为工件坐标系原点(33)，其中X、Y分别为工件坐标系原点(33)在机床X轴、Y轴方向上距离机床主轴相对于基准面Ⅰ(31)、基准面Ⅱ(32)对表后的距离，将机床主轴移动至B点，即在X方向移动X+L、Y方向移动Y+L，建立工件坐标系，进行零件(3)加工。
4.根据权利要求3所述适用于加工中心的精密加工工艺，其特征在于：步骤1.1)中，在磁力表架(1)上加工对表凹槽(11)时，需要对磁力表架(1)对表凹槽(11)内侧面(12)的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行。
5.根据权利要求4所述适用于加工中心的精密加工工艺，其特征在于：采用百分表(2)进行对表凹槽(11)的平行度校正；
所述平行度大于等于零件(3)的加工精度。
6.根据权利要求4所述适用于加工中心的精密加工工艺，其特征在于：所述平行度为0.002～0.003。
7.一种适用于加工中心的零件尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)校对磁力表架
1.1)在磁力表架(1)上加工对表凹槽(11)，所述对表凹槽(11)的内侧面(12)为测量面；设置对表凹槽(11)的测量面与磁力表架(1)吸附面(13)平行，测量并记录对表凹槽(11)的实际宽度A；
1.2)将百分表(2)安装至加工中心机床主轴的弹簧卡头上；
1.3)将磁力表架(1)吸附在加工中心机床的一个表面上，该表面与机床X轴或Y轴平行；将百分表(2)移至对表凹槽(11)中心，对百分表(2)进行调零，则调零后的百分表(2)回转直径为对表凹槽(11)实际宽度A，回转半径即为A/2；
2)零件(3)测量
2.1)将相对对表凹槽(11)调零后的百分表(2)移至工件的第一测量要素(34)的表面或孔中心，将百分表(2)对零，则主轴中心相对第一测量要素(34)的距离为L，L＝A/2；记录第一测量要素(34)所在位置的机床坐标值E；
2.2)将机床主轴移至第二测量要素(35)的表面或孔中心，将百分表(2)对零，记录第二测量要素(35)所在位置的机床坐标值F，则第一测量要素(34)和第二测量要素(35)之间的测量距离＝E-F-A/2，零件(3)尺寸误差＝C-(E-F-A/2)；
其中，C为第一测量要素(34)和第二测量要素(35)之间的实际距离。
8.根据权利要求7所述适用于加工中心的零件尺寸测量方法，其特征在于，步骤1.1)中，在磁力表架(1)上加工对表凹槽(11)时，需要对磁力表架(1)对表凹槽(11)内侧面(12)的平行度进行校正，校正至与机床X轴或者Y轴平行。
9.根据权利要求8所述适用于加工中心的零件尺寸测量方法，其特征在于：采用百分表(2)进行对表凹槽(11)的平行度校正；
所述平行度大于等于零件(3)的加工精度。
10.根据权利要求9所述适用于加工中心的零件尺寸测量方法，其特征在于：所述平行度为0.002～0.003。
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