CN113352059B - 一种高精度零件旋转加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度零件旋转加工方法，可以消除设备X、Y方向精度随着环境温度变化而变化，满足转台旋转180°后反面有位置度要求的孔的精度；取消恒温车间，降低使用成本；使用立式加工中心，也可以节省设备的资金投入成本和刀具的开发成本。针对立式加工中心和多面加工夹具的结构，也专门优化了工艺流程，更好的提高生产效率。

Description

一种高精度零件旋转加工方法

技术领域

本发明属于汽车零部件加工制造领域，具体涉及一种高精度零件旋转加工方法。

背景技术

现有技术状况：高精度工件，正、反两面加工孔都有位置度的要求，位置度基准都是工件正面方向的加工孔。传统加工方法：正面的加工工序使用一台加工中心加工工件正面所有部位(不含有位置度要求的孔)，反面的加工工序再使用另外一台高精度加工中心和第四轴转台，工件以正面的加工工序加工孔为定位，加工面为支撑，放在第四轴转台夹具上，加工工件正面基准孔有位置度要求的孔及其余部位，转台旋转180°后再加工反面有位置度要求的孔，一次加工基准孔，正、反面有位置度要求的孔，保证尺寸精度。

不足之处：1、设备X、Y轴方向精度随着环境温度变化而变化；2、环境温度变化影响设备加工精度，为保证加工精度，设备需要配备恒温车间，使用成本高；3、加工工件的正面基准孔后转台旋转180°再加工反面位置度0.06孔，精度无法满足。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种高精度零件旋转加工方法，旨在解决现有生产加工中使用卧式加工中心设备带来的成本提高、以及使用多套夹具反复装卸而带来的生产效率及加工精度低的问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种高精度零件旋转加工方法，加工方法的加工装置包括第一加工夹具、第二加工夹具；

其中所述第一加工夹具包括第一底板和第一夹具基板，在所述第一夹具基板上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销、支撑缸组件、夹紧缸组件和引导块，所述夹紧缸组件的位置与定位销的位置相对应；

其中所述第二加工夹具包括第二底板、第二夹具基板和数控转台，所述数控转台为两个并设于底板，所述第二夹具基板设于两个数控转台之间，且所述第二夹具基板的两端分别与数控转台的驱动端连接，数控转台能作用第二夹具基板180度旋转，在所述第二夹具基板上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销、支撑缸组件、夹紧缸组件和引导块，所述夹紧缸组件的位置与定位销的位置相对应；

所述第一加工夹具用于固定加工件并使其反面朝上，所述第二加工夹具用于固定加工件并使其正面朝上；

所述加工方法包括以下步骤：

S1、将第一加工夹具、第二加工夹具放置在立式加工中心的工作台上，并将第一加工夹具、第二加工夹具的支撑缸组件、夹紧缸组件与立式加工中心的液压系统连接；

S2、将加工件放置在第一加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块和定位销进行定位，然后通过支撑缸组件、夹紧缸组件进行夹紧；

S3、立式加工中心对加工件的反面部位进行加工，不包括有位置度要求的孔位；

S4、将加工件放置在第二加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块和定位销进行定位，然后通过支撑缸组件、夹紧缸组件进行夹紧；

S5、通过机床测头测量并记录第二加工夹具的正面的贯通孔坐标，再通过立式加工中心对加工件的正面部位进行加工；

S6、数控转台控制第二夹具基板转动，使加工件的反面部位朝上，通过机床测头测量并记录第二加工夹具的反面的对应的贯通孔坐标，判断是否在设定的位置公差范围内：

若在设定的位置公差范围外，立式加工中心报警并停止工作；

若在设定的位置公差范围内，通过贯通孔正、反两个方向坐标位置对比，程序补偿设备热变形而引起的加工坐标位置变化，重新建立加工坐标系；

再通过立式加工中心对加工件的反面部位进行加工；

S7、对加工面去毛刺处理。

优选的，所述定位销采用浮动圆锥式结构。

优选的，所述支撑缸组件包括支撑缸缸体，在所述支撑缸缸体的驱动端设有支撑杆，所述支撑杆倾斜设置，支撑杆的运动方向朝向避位通孔，所述夹紧缸组件包括夹紧缸缸体，在夹紧缸缸体上设有支座，所述支座上铰接有夹紧杆，所述夹紧杆的一端与夹紧缸缸体的驱动端连接，所述夹紧杆的另一端位于定位销的上方。

优选的，在步骤S2中，在加工件放置在第一加工夹具之前，检查加工件的定位面、夹紧表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸等缺陷，检查加工件平面度是否在0.03以内，如超差，需校正，同时将支撑缸组件、夹紧缸组件的油压调整为4-4.5MPa。

优选的，在步骤S3中，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件的反面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工。

优选的，在步骤S3中，所述有位置度要求的孔位的位置度为0.06，在步骤S6中，所述贯通孔的位置公差为±0.03。

优选的，在步骤S6中，立式加工中心使用机床测头测量的贯通孔位的坐标，根据贯通孔位的坐标位置，补偿工件从第一加工夹具到第二加工夹具的二次装夹而产生的定位误差，修正加工坐标系，保证工件在第一加工夹具中的反面加工坐标系与第二加工夹具的正面加工坐标系一致。

优选的，在步骤S5中，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件的正面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工。

优选的，在步骤S7中，所述对加工面去毛刺处理包括清理加工件上端面、下端面加工周边毛刺、加工后的定位孔及轴承孔内腔毛刺、螺栓过孔边缘毛刺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的高精度零件旋转加工方法，可以消除设备X、Y方向精度随着环境温度变化而变化，满足转台旋转180°后反面有位置度要求的孔的精度；取消恒温车间，降低使用成本；使用立式加工中心，也可以节省设备的资金投入成本和刀具的开发成本。针对立式加工中心和多面加工夹具的结构，也专门优化了工艺流程，更好的提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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为本发明的第一加工夹具与加工件的装配示意图；

图2为本发明的第二加工夹具与加工件的装配示意图；

图3为本发明的流程图；

附图标记说明：

1-加工件，2-第一夹具基板，3-定位销，4-支撑缸组件，5-夹紧缸组件，6-引导块，7-第二夹具基板，8-机床测头，9-数控转台。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

参照图1至图3，本发明实施例提供一种高精度零件旋转加工方法，加工方法的加工装置包括第一加工夹具、第二加工夹具；

其中所述第一加工夹具包括第一底板和第一夹具基板2，在所述第一夹具基板2上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销3、支撑缸组件4、夹紧缸组件5和引导块6，所述夹紧缸组件5的位置与定位销3的位置相对应；

其中所述第二加工夹具包括第二底板、第二夹具基板7和数控转台9，所述数控转台9为两个并设于底板，所述第二夹具基板7设于两个数控转台9之间，且所述第二夹具基板7的两端分别与数控转台9的驱动端连接，数控转台9能作用第二夹具基板7180度旋转，在所述第二夹具基板7上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销3、支撑缸组件4、夹紧缸组件5和引导块6，所述夹紧缸组件5的位置与定位销3的位置相对应；

具体的，所述定位销3采用浮动圆锥式结构；

其中，所述支撑缸组件4包括支撑缸缸体，在所述支撑缸缸体的驱动端设有支撑杆，所述支撑杆倾斜设置，支撑杆的运动方向朝向避位通孔，所述夹紧缸组件5包括夹紧缸缸体，在夹紧缸缸体上设有支座，所述支座上铰接有夹紧杆，所述夹紧杆的一端与夹紧缸缸体的驱动端连接，所述夹紧杆的另一端位于定位销3的上方；

所述第一加工夹具用于固定加工件1并使其反面朝上，所述第二加工夹具用于固定加工件1并使其正面朝上；

所述加工方法包括以下步骤：

S1、将第一加工夹具、第二加工夹具放置在立式加工中心的工作台上，并将第一加工夹具、第二加工夹具的支撑缸组件4、夹紧缸组件5与立式加工中心的液压系统连接；

S2、将加工件1放置在第一加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块6和定位销3进行定位，然后通过支撑缸组件4、夹紧缸组件5进行夹紧；具体的，在加工件1放置在第一加工夹具之前，检查加工件1的定位面、夹紧表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸等缺陷，检查加工件1平面度是否在0.03以内，如超差，需校正，同时将支撑缸组件4、夹紧缸组件5的油压调整为4-4.5MPa；

S3、立式加工中心对加工件1的反面部位进行加工；具体的，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件1的反面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工，其中，不包括有位置度要求的孔位，即位置度为0.06的孔位；

S4、将加工件1放置在第二加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块6和定位销3进行定位，然后通过支撑缸组件4、夹紧缸组件5进行夹紧；

S5、通过机床测头8测量并记录第二加工夹具的正面的贯通孔坐标，再通过立式加工中心对加工件1的正面部位进行加工；具体的，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件1的正面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工；

S6、数控转台9控制第二夹具基板7转动，使加工件1的反面部位朝上，通过机床测头测量并记录第二加工夹具的反面的对应的贯通孔坐标，判断是否在设定的位置公差范围内：

若在设定的位置公差范围外，立式加工中心报警并停止工作；

若在设定的位置公差范围内，通过贯通孔正、反两个方向坐标位置对比，程序补偿设备热变形而引起的加工坐标位置变化，重新建立加工坐标系；

具体的，立式加工中心使用机床测头测量的贯通孔位的坐标，根据贯通孔位的坐标位置，补偿工件从第一加工夹具到第二加工夹具的二次装夹而产生的定位误差，修正加工坐标系，保证工件在第一加工夹具中的反面加工坐标系与第二加工夹具的正面加工坐标系一致；

再通过立式加工中心对加工件1的反面部位进行加工；

具体的，上述对贯通孔的测量频次为：

1、连续加工N件工件，每次加工完停下，用千分表分别打夹具正面、反面同一个贯通孔的位置，记录孔位置变化值，记录多次变化值后，直至变化值超过±0.03，确定设备热变形时间；

2、机床测头间隔的次数＝设备热变形时间÷单个工件节拍；

S7、对加工面去毛刺处理，具体的，所述对加工面去毛刺处理包括清理加工件1上端面、下端面加工周边毛刺、加工后的定位孔及轴承孔内腔毛刺、螺栓过孔边缘毛刺。

综上所述，本申请与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明提出的高精度零件旋转加工方法，可以消除设备X、Y方向精度随着环境温度变化而变化，满足转台旋转180°后反面有位置度要求的孔的精度。

2、取消恒温车间，降低使用成本。

3、定位销采用浮动圆锥销结构、保证加工件的毛坯孔自动定心无间隙。

4、工件正、反面方向，各使用一副夹具加工，减少反面有位置度要求的孔转台旋转到正面加工的时间，平衡工序节拍，提高产量。

5、采用支撑缸组件、夹紧缸组件的液压缸夹紧结构，保证加工过程中加工件固定的稳定性，保证加工精度，同时设置的引导块，便于壳体进入避位通孔区域，方便加工产品的定位和固定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种高精度零件旋转加工方法，其特征在于，加工方法的加工装置包括第一加工夹具、第二加工夹具；

其中所述第一加工夹具包括第一底板和第一夹具基板，在所述第一夹具基板上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销、支撑缸组件、夹紧缸组件和引导块，所述夹紧缸组件的位置与定位销的位置相对应；

其中所述第二加工夹具包括第二底板、第二夹具基板和数控转台，所述数控转台为两个并设于底板，所述第二夹具基板设于两个数控转台之间，且所述第二夹具基板的两端分别与数控转台的驱动端连接，数控转台能作用第二夹具基板180度旋转，在所述第二夹具基板上设有避位通孔，沿所述避位通孔边缘设有若干个定位销、支撑缸组件、夹紧缸组件和引导块，所述夹紧缸组件的位置与定位销的位置相对应；

所述第一加工夹具用于固定加工件并使其反面朝上，所述第二加工夹具用于固定加工件并使其正面朝上；

所述加工方法包括以下步骤：

S1、将第一加工夹具、第二加工夹具放置在立式加工中心的工作台上，并将第一加工夹具、第二加工夹具的支撑缸组件、夹紧缸组件与立式加工中心的液压系统连接；S2、将加工件放置在第一加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块和定位销进行定位，然后通过支撑缸组件、夹紧缸组件进行夹紧；S3、立式加工中心对加工件的反面部位进行加工，不包括有位置度要求的孔位；S4、将加工件放置在第二加工夹具的避位通孔位置处，通过引导块和定位销进行定位，然后通过支撑缸组件、夹紧缸组件进行夹紧；S5、通过机床测头测量并记录第二加工夹具的正面的贯通孔坐标，再通过立式加工中心对加工件的正面部位进行加工；S6、数控转台控制第二夹具基板转动，使加工件的反面部位朝上，通过机床测头测量并记录第二加工夹具的反面的对应的贯通孔坐标，判断是否在设定的位置公差范围内：若在设定的位置公差范围外，立式加工中心报警并停止工作；若在设定的位置公差范围内，通过贯通孔正、反两个方向坐标位置对比，程序补偿设备热变形而引起的加工坐标位置变化，重新建立加工坐标系；再通过立式加工中心对加工件的反面部位进行加工；立式加工中心使用机床测头测量的贯通孔位的坐标，根据贯通孔位的坐标位置，补偿工件从第一加工夹具到第二加工夹具的二次装夹而产生的定位误差，修正加工坐标系，保证工件在第一加工夹具中的反面加工坐标系与第二加工夹具的正面加工坐标系一致；上述对贯通孔的测量频次为：

1、连续加工N件工件，每次加工完停下，用千分表分别打夹具正面、反面同一个贯通孔的位置，记录孔位置变化值，记录多次变化值后，直至变化值超过±0.03，确定设备热变形时间；

2、机床测头间隔的次数＝设备热变形时间÷单个工件节拍；S7、对加工面去毛刺处理。

2.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，所述定位销采用浮动圆锥式结构。

3.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，所述支撑缸组件包括支撑缸缸体，在所述支撑缸缸体的驱动端设有支撑杆，所述支撑杆倾斜设置，支撑杆的运动方向朝向避位通孔，所述夹紧缸组件包括夹紧缸缸体，在夹紧缸缸体上设有支座，所述支座上铰接有夹紧杆，所述夹紧杆的一端与夹紧缸缸体的驱动端连接，所述夹紧杆的另一端位于定位销的上方。

4.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，在步骤S2中，在加工件放置在第一加工夹具之前，检查加工件的定位面、夹紧表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸缺陷，检查加工件平面度是否在0.03以内，如超差，需校正，同时将支撑缸组件、夹紧缸组件的油压调整为4-4.5MPa。

5.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，在步骤S3中，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件的反面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工。

6.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，在步骤S3中，所述有位置度要求的孔位的位置度为0.06，在步骤S6中，所述贯通孔的位置公差为±0.03。

7.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，在步骤S5中，立式加工中心调用端面铣刀，对加工件的正面端面及需要加工孔的端面进行粗、精铣加工；再调用钻头、镗刀、铰刀、挤压丝锥、铣刀进行孔的加工。

8.根据权利要求1所述的高精度零件旋转加工方法，其特征在于，在步骤S7中，所述对加工面去毛刺处理包括清理加工件上端面、下端面加工周边毛刺、加工后的定位孔及轴承孔内腔毛刺、螺栓过孔边缘毛刺。

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