CN113732340B - 一种行星孔镗削方法 - Google Patents

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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools

Abstract

本发明提供一种行星孔镗削方法，包括步骤：将弯板安装于工作台；利用主轴镗刀扫光所述安装面；利用主轴镗刀在所述安装面上镗一测量孔；安装杠杆表，盘动主轴一圈，记录杠杆表的跳动值ξ0；在测量孔底面盘动主轴一圈，记录杠杆表的跳动值ξ1；旋转台旋转180°并移动Y轴，记录杠杆表的跳动值ξ2；根据公式计算测得主轴静态及动态挠度、立柱倾斜在Y轴单位长度对Z轴长度的影响值，通过机床自带的主轴挠度补偿程序以及NC代码编程，进行主轴挠度补偿以及立柱倾斜补偿；通过间接测量法，在行星孔极径和分度方向补偿位置度误差。本申请根据测得的补偿参数调节设备即可实现行星孔垂直度及位置度的高精补偿，减少立柱调整频次，节约生产成本，应用于各类卧式镗床。

Description

一种行星孔镗削方法
技术领域
本发明涉及行星孔加工技术领域，更具体地说，涉及一种行星孔镗削方法。
背景技术
高精度行星结构减速机出于对降噪和耐久性的设计考量，对行星架上行星孔的位置度和垂直度都提出了较高要求。
现阶段，高精度行星架行星孔主要由立式镗床，通过高精度旋转台加工保证。但对于立式镗床设备不足或者设备加工范围及精度受限的情况下，又会考虑采用卧式镗床加工。当卧式镗床加工大跨距、高位置度和垂直度的行星孔时，又受到机床主轴所依附立柱的垂直度，主轴动、静挠度差异以及机床主轴重复定位精度等因素的影响，导致行星孔加工精度较低。
由此，如何实现卧式镗床上镗削的高精度加工，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种行星孔镗削方法，可以广泛地应用于各类型的卧式镗床，满足了高位置度、高垂直度行星孔的加工需求。
本发明提供一种行星孔镗削方法，包括步骤：
将弯板安装于工作台；
利用主轴镗刀扫光所述安装面；
利用主轴镗刀在所述安装面上镗一测量孔；
在回转直径为D的刀盘或者刀桥上安装杠杆表，盘动主轴一圈，记录杠杆表的跳动值ξ0；
在所述测量孔的底面盘动主轴一圈，记录杠杆表的跳动值ξ1；
旋转台旋转180°并移动Y轴，记录LY范围内，杠杆表的跳动值ξ2；
根据公式：
Figure GDA0003856766890000011
分别确定主轴静态挠度、动态挠度、立柱倾斜在Y轴单位长度对Z轴长度的影响值：ξ静、ξ动、ξ斜；
根据ξ动，通过机床自带的主轴挠度补偿程序进行主轴挠度补偿；
根据ξ斜，通过NC代码编程反方向动态补偿Y轴上下移动时立柱倾斜对Z轴有效伸长长度的影响值；
跑坐标粗镗各孔；
选取一基准孔，通过半径借量，使基准孔位于预设分布圆上；
测量行星架上的各孔的直径以及任意相邻两孔的去半径间距；
以基准孔作为参照，根据测量的各孔的直径以及各孔去半径间距计算出各测量孔所在位置；
通过极径和角度补偿进行位置度补偿。
优选的，所述步骤将弯板安装于工作台之后，还包括利用测量工具辅助，保证弯板的安装面垂直于机床主轴。
优选的，所述步骤：利用主轴镗刀扫光所述安装面具体为，移动机床Z轴和W轴，在X轴和Y轴的配合下扫光弯板安装面。
优选的，所述步骤通过NC代码编程反方向动态补偿Y轴上下移动时立柱倾斜对Z轴有效伸长长度的影响值之后，还包括移动W轴重新扫平安装面，找正行星架内孔和端面基准。
本发明所提供的行星孔镗削方法，采用在刀盘或者刀桥上安装杠杆表，空盘以及在测量孔的底面盘动主轴，通过杠杆表分别测得跳动值，再根据公式分别确定主轴挠度补偿值和立柱倾斜补偿值。通过选定基准孔，测量行星架上的各孔的直径以及任意相邻两孔的去半径间距，并以基准孔为参照，计算各测量孔所在的坐标位置，获得行星孔径向位置补偿值。本申请所提供的行星孔镗削方法，能够在设备精度不高情况下，通过补偿提高零件的加工精度，提高了设备的利用率，减少不必要的设备投入，节约生产成本，拓展了高精度行星架加工方法。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的行星孔镗削方法中表明行星孔垂直度影响因素的示意图；
图2为本发明所提供的行星孔镗削方法所应用的行星孔镗削装置的示意图；
图3为本发明所提供的行星孔镗削方法中轴向挠度补偿示意图；
图4为本发明所提供的行星孔镗削方法中径向位置度补偿示意图。
其中，1-主轴、2-立柱、3-行星架、4-弯板、5-工作台、6-杠杆表；
41-安装面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参考图1，图1为本发明所提供的行星孔镗削方法中表明行星孔垂直度影响因素的示意图。
针对大跨距行星架3的行星孔，主轴1的动、静挠度，立柱2(Y轴)的倾斜程度影响行星孔的垂直度，其他各坐标轴的重复定位精度影响行星孔的位置度。因此，为了提高行星孔加工精度，需要同时保证行星孔的垂直度和位置度要求。
参考图2和图3，图2为本发明所提供的行星孔镗削方法所应用的行星孔镗削装置的示意图；图3为本发明所提供的行星孔镗削方法中轴向挠度补偿示意图。
本发明提供一种行星孔镗削方法，适用于各类型行星架3，尤其适用于大功率、高精度的行星架3，包括如下步骤：
将弯板4安装于工作台5；
利用主轴镗刀扫光弯板4的安装面41；
利用主轴镗刀在安装面41上镗一测量孔；
在回转直径为D的刀盘或者刀桥上安装杠杆表6，盘动主轴1一圈，记录杠杆表6的跳动值ξ0；
在测量孔的底面盘动主轴1一圈，记录杠杆表6的跳动值ξ1，该值为主轴1在Y轴方向LY长度上，立柱2倾斜在Z轴方向的双向跳动值；
旋转台旋转180°并移动Y轴，记录LY范围内，杠杆表6的跳动值ξ2；
根据公式：
Figure GDA0003856766890000041
分别确定主轴1的静态挠度、动态挠度、立柱2倾斜在Y轴单位长度对Z轴长度的影响值ξ静、ξ动、ξ斜；
根据ξ动，通过机床自带的主轴挠度补偿程序进行主轴挠度补偿；
根据ξ斜，通过NC代码编程反方向动态补偿Y轴上下移动时立柱2倾斜对Z轴有效伸长长度的影响值；
上述X轴是指立柱2的前后移动方向，Y轴是指立柱2的上下移动方向，Z轴是指主轴1的左右伸缩运动方向，W轴是指工作台5在滑轨上朝向或者背离于主轴1移动的方向。
上述步骤：利用主轴镗刀扫光弯板4的安装面41。具体为，移动Z轴和W轴，然后在X轴和Y轴配合下扫光安装面41。在此过程中，应保证Z伸的伸长在大于两面行星孔跨度的前提下，尽可能短，并固定长度，以保证加工精度以及加工安全性。
在利用主轴镗刀镗测量孔时，孔内端面要镗平，孔深尽可能浅，满足主轴1盘动要求即可。
在盘动主轴1记录杠杆表6跳动值ξ0过程中，需要记录Z轴伸长长度Lz，杠杆表6跳动值ξ0为主轴1在Y轴方向D长度上，静态挠度和立柱2倾斜在Z轴方向跳动差值。
跳动值ξ1为主轴1在Y轴方向LY长度上，立柱2倾斜在Z轴方向的双向跳动值。在该值的测定过程中，需要保证Z轴伸长长度Lz不变，以保证测量的精准性。
在主轴1静态挠度、动态挠度、立柱2倾斜在Y轴单位长度对Z轴长度的影响值测定公式中，需要保证影响方向一致时取负号，相反时取正号。在本申请中取负号。
在主轴挠度补偿环节中，根据ξ动的具体数值，通过机床高端系统中自带的主轴挠度补偿程序拉紧液压紧，进而可以使主轴1加工时，主轴1端部轴线垂直于安装面41。
在立柱2倾斜补偿环节，根据ξ斜，通过NC代码编程，反方向动态补偿Y轴上下移动，立柱2倾斜对Z轴有效伸长长度的影响。
通过上述方法可以实现行星孔的垂直度补偿。
参考图4，图4为本发明所提供的行星孔镗削方法中径向位置度补偿示意图。
关于行星孔的位置度补偿，包括如下步骤：
跑坐标粗镗各孔；
选取一基准孔，通过半径借量，使基准孔位于预设分布圆上；
测量行星架3上的各孔的直径以及任意相邻两孔的去半径间距，即D0、d1、d2、d3、L12、L13、L23、L10、L20、L30；
以基准孔作为参照，根据测量的各孔的直径及各孔去半径间距计算出各测量孔所在的坐标值，通过极径和角度补偿进行位置度补偿。
本申请提供的行星孔镗削方法，通过定量检测主轴挠度和立柱2倾斜对行星孔垂直度的影响，分别通过主轴挠度补偿、立柱2倾斜补偿、行星孔径向位置补偿的方法，满足了高位置度和高垂直度行星孔的加工需求。
本发明所提供的行星孔镗削方法，通过间接测量，定量补偿主轴1静态挠度、主轴1动态挠度、立柱2倾斜度对行星孔垂直度的影响，通过编程定量动态补偿立柱2斜度对端面找正状态的影响。通过间接测量的方法，在行星孔极径和分度方向，补偿加工过程的位置度误差。由此可以减少对机床立柱2的调整频次，相较于传统调整立柱2的方式，降低了工作量，易于操作。
为了保证安装精度，在步骤：将弯板4安装于工作台5的过程中以及弯板4安装完成后，还需要利用测量工具辅助，把握安装面41的垂直度，以确保弯板4的安装面41垂直于机床主轴1。
在进行立柱2倾斜度补偿之后，进一步地，需要重新扫平安装平面。具体地，首先移动W轴，然后安装行星架3，并找正行星架3内孔和端面基准，在找正端面时，注意按上述步骤动态补偿。
需要说明的是，在本说明书中，“X、Y、Z、W”方向均是指说明书附图中对应标明的X、Y、Z、W方向。此外，本申请中的“半径借量”是指：通过移动X轴和Y轴坐标，使镗削的目标孔处在理论分布圆为R的位置。
以上对本发明所提供的行星孔镗削方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种行星孔镗削方法，其特征在于，包括步骤：
将弯板(4)安装于工作台(5)；
利用主轴镗刀扫光弯板(4)的安装面(41)；
利用主轴镗刀在所述安装面(41)上镗一测量孔；
在回转直径为D的刀盘或者刀桥上安装杠杆表(6)，盘动主轴(1)一圈，记录杠杆表(6)的跳动值ξ0；
在所述测量孔的底面盘动主轴(1)一圈，记录杠杆表(6)的跳动值ξ1；
工作台(5)旋转180°并移动Y轴，记录Y轴伸长长度LY范围内杠杆表(6)的跳动值ξ2；
根据公式：
Figure FDA0003856766880000011
分别确定主轴(1)静态挠度、动态挠度、立柱(2)倾斜在Y轴单位长度对Z轴长度的影响值：ξ静、ξ动、ξ斜；
根据ξ动，通过机床自带的主轴挠度补偿程序进行主轴挠度补偿；
根据ξ斜，通过NC代码编程反方向动态补偿Y轴上下移动时立柱(2)倾斜对Z轴有效伸长长度的影响值；
跑坐标粗镗各孔；
选取一基准孔，通过半径借量，使基准孔位于预设分布圆上；
测量行星架(3)上的各孔的直径以及任意相邻两孔的去半径间距；
以基准孔作为参照，根据测量的各孔的直径以及各孔去半径间距计算出各测量孔所在坐标位置；
通过极径和角度补偿进行位置度补偿。
2.根据权利要求1所述的行星孔镗削方法，其特征在于，所述步骤将弯板(4)安装于工作台(5)之后，还包括利用测量工具辅助，保证弯板(4)的安装面(41)垂直于机床主轴(1)。
3.根据权利要求1所述的行星孔镗削方法，其特征在于，所述步骤：利用主轴镗刀扫光所述安装面(41)具体为，移动机床Z轴和W轴，在X轴和Y轴的配合下扫光弯板(4)的安装面(41)。
4.根据权利要求1所述的行星孔镗削方法，其特征在于，所述步骤通过NC代码编程反方向动态补偿Y轴上下移动时立柱(2)倾斜对Z轴有效伸长长度的影响值之后，还包括移动W轴重新扫平安装面(41)，找正行星架(3)内孔和端面基准。
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