CN115213447A - 一种装配孔的加工方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了装配孔的加工方法和系统，属于电液舵机加工技术领域。将电液舵机装夹至数控机床上。制作定位定向圆盘。将定位定向圆盘插入装配孔内。控制数控机床的主轴调用测针；将定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在控制程序内主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置。取下定位定向圆盘，启动控制程序，控制机床的主轴调用位于刀柄上的刀具，并控制主轴带动刀具绕Y轴旋转，从中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个装配孔。控制主轴沿舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，依次加工在舱体高度方向分布的第n+1个装配孔。控制数控机床依次转动mα角度，重复执行上述步骤，依次加工沿圆周方向分布的另外m+1列装配孔。

Description

一种装配孔的加工方法和系统

技术领域

本发明涉及电液舵机加工技术领域，尤其涉及一种装配孔的加工方法和系统。

背景技术

电液舵机采用一泵带四舵的形式，其结构紧凑、功能集成度高，在伺服机构中具有较高的应用价值。电液舵机包括用于承载舵的壳体组件，以及用于承载壳体组件的舱体。为了实现壳体组件和舱体精确装配，需要贯穿舱体的舱壁并继续向壳体组件所包括的壳体逐渐延伸加工装配孔。也就是说，需要在舱体和壳体上一次性加工出装配孔。

参见图1和图2，在实际应用中，一般需要在壳体组件2装入舱体1后，在圆周上配加工出16×Φ6.5H7的装配孔3，装配孔3的总深度是29.5mm。16个Φ6.5H7的装配孔3一般包括沿周向间隔且均匀分布的四组，每一组包括四个呈矩阵分布的装配孔3。每一个装配孔3的中心轴线均与舱体1中心线相交。

在加工每一组装配孔3时，需要通过找正的方式使得舱体1中心轴线与机床中心轴线重合(共线)，可以将舱体1中心轴线与机床中心轴线的重合度定义为△Φ。为了确保上述装配孔3的加工精度，△Φ需要小于或等于0.02mm。

在实际应用中，舱体1的外圆椭圆度比较大，一般是0.6～1mm。而且舱体1的外表面涂覆有热防护层，能找正的范围很小，一般为10mm。基于此，通过找正舱体1外圆中心轴线来确定舱体1中心轴线，且两者的重合度△Φ在0.02mm以内的难度非常高。也就是说，找正舱体1中心轴线与机床中心轴线存在效率低以及精度不高的问题。

电液舵机上，具体是贯穿舱体1的舱壁以及壳体组件2所包括的壳体会加工出舵轴组件孔4。舵轴组件孔4一般位于上述一组装配孔3的上方中间的位置，舵轴组件孔4的孔径一般为Φ33mm。基于此，为了克服上述因找正效率低以及精度不高而存在的装配孔3加工效率和精度低的问题，现有技术还提供另外一种加工装配孔3的方法。

制作可以插入上述舵轴组件孔4内的锥度芯轴，锥度芯轴与舵轴组件孔4的中心轴线共线。将锥度芯轴的中心线作为加工原点。机床B轴(与Y轴轴线平行的旋转轴)分别旋转α和2α，Y轴分别移动L1和L2，以加工出同侧的4×Φ6.5H7mm孔。以同样方法找正另外三处舵轴组件Φ33mm孔，加工出12×Φ6.5H7mm的装配孔3。

然而在找正舵轴组件孔4×Φ33mm时，操作者需要趴在机床内，找正每个舵轴组件孔4，逐步敲击微调舵机的装夹位置。每个舵轴组件孔4找正时间约2小时，找正1套约8个小时，找正效率极低。同时，存在芯轴挤坏舵轴组件孔4的质量隐患和人员趴在机床内操作的安全风险。另外，生产中出现个别孔局部未镗出，需要加大孔径至Φ6.7H7mm，并配做销子后办理让步接收使用，增加了质量风险和生产管理难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配孔的加工方法和系统，解决电液舵机圆周方向装配孔加工时，找正效率低、精度差以及存在安全隐患等问题。

第一方面，为了实现上述目的，本发明提供了一种装配孔的加工方法，装配孔的加工方法应用于电液舵机圆周方向上装配孔的加工；电液舵机的圆周向间隔分布至少两组装配孔组合，每一组装配孔组合均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔；电液舵机包括壳体组件以及用于承载壳体组件的舱体；每一装配孔均贯穿舱体舱壁并向壳体内部延伸一部分；每一装配孔均具有原始孔径φ₀，经加工方法加工完成后，装配孔达到目标孔径φ₁；每一装配孔所具有的中心轴线均与舱体所具有的中心轴线相交于一点；每一组装配孔组合中沿同一圆周方向分布的相邻两个装配孔的中心轴线之间的夹角为α；每一组装配孔组合中沿舱体高度方向分布的相邻的两个装配孔之间的距离为L；

加工方法包括以下步骤：

S10.利用装夹工装将电液舵机装夹至数控机床上，装夹工装、电液舵机、数控机床工作台的中心轴线共线；

S11.基于原始孔径φ₀制作定位定向圆盘；

S12.将定位定向圆盘插入在舱体的高度方向上位于顶端或底端的装配孔内，定位定向圆盘与装配孔的中心轴线共线；

S13.配置数控机床，并控制数控机床的主轴调用位于刀柄上的测针；将利用测针获得的定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在控制程序内主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置；并在控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转；

S14.取下定位定向圆盘，启动控制程序，控制机床的主轴调用位于刀柄上的刀具，并控制主轴带动刀具绕Y轴旋转，从中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个装配孔至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁；

S15.控制主轴沿舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，基于此，依次加工在舱体高度方向分布的第n+1个装配孔，n为大于或等于1的正整数；

S16.控制数控机床依次转动mα角度，重复执行步骤S12～S15，依次加工沿圆周方向分布的另外m+1列装配孔，m为大于或等于1的正整数。

与现有技术相比，本发明提供的装配孔的加工方法改变了现有技术提供的找正方式。具体的，利用装夹工装将电液舵机装夹至数控机床之后，将外径与装配孔的原始孔径φ₀基本相等的定位定向圆盘插入装配孔内。此时，定位定向圆盘与装配孔的中心轴线共线。基于此，可以通过找正定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，作为数控机床主轴的加工原点。在实际应用中，可以将定位定向圆盘设计为方便找正的结构。基于此，在有效的提高找正精度和效率的情况下，提高装配孔的加工效率和精度。而且数控机床每转动α角度后，加工沿圆周方向分布的另外m+1列的装配孔时，均需要再次找正。基于此，可以有效的提高同一装配孔组合中，每一装配孔的加工精度和加工效率。

作为一种可能的实现方式，S13步骤中，利用测针获得定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，包括：带动测针抵靠在定位定向圆盘的端面，将测量点的坐标配置在控制程序内主轴坐标系的Z轴位置。带动测针移动并分别抵靠在定位圆盘的外圆面的至少三个位置，基于至少三个位置确定定位圆盘端面的圆心。将圆心的坐标配置在控制程序内主轴坐标系的X轴位置和Y轴位置。基于此，获得定位定向圆盘端面的中心点坐标X₀、Y₀、Z₀。

作为一种可能的实现方式，在S12步骤之后以及S13步骤之前，加工方法还包括：带动测针移动并分别抵靠在定位圆盘端面的两点，获得两点的高度差△h，将△h配置在数控机床的控制程序内，作为主轴的角度误差值。基于角度误差值校正主轴，使得主轴的端面与定位圆盘的端面平行。

作为一种可能的实现方式，装夹工装包括底座、镶件、装夹杆、压板和锁紧件。其中，底座上开设有环形台阶槽，环形台阶槽的中心轴线与底座的中心轴线共线。环形台阶槽用于容纳舱体端部具有的台阶外圆。底座的外周开设有开口槽，开口槽用于将装夹工装装配至数控机床上。镶件为与环形台阶槽同轴设置的凸台，沿凸台的高度方向开设安装孔，安装孔的数量至少为两个。装夹杆的数量与安装孔的数量相等，装夹杆的一端插入安装孔，另外一端贯穿压板上的过孔后凸出。压板用于压紧舱体的上端面，锁紧件设置在装夹杆凸出于过孔的一端，用于锁紧压板。

作为一种可能的实现方式，利用装夹工装将电液舵机装夹至机床上包括：将底座放置在数控机床的中心，即底座的中心轴线与数控机床的中心轴线共线，利用同时卡装在开口槽以及数控机床工作台上的紧固件将底座固定在数控机床的工作台。将舱体端部的台阶外圆容纳在环形台阶槽内，此时，舱体的中心轴线和底座的中心轴线的重合度△Φ1≤0.4mm。将装夹杆的一端插入安装孔内。将压板上的过孔贯穿装夹杆的另外一端后，压在舱体的顶端端面。利用锁紧件将压板紧固在装夹杆上。

作为一种可能的实现方式，压板包括压条以及分别设置在压条两端的弧形压块，过孔开设在压条上。压条为铝合金压条，弧形压块为塑料弧形压块。

作为一种可能的实现方式，装夹杆凸出于过孔的一端开设有外螺纹。锁紧件自下而上依次包括刚性垫圈、弹簧垫圈和螺母。和/或，弧形压块的两端分别开设有螺纹孔，利用旋接在螺纹孔内的螺钉将弧形压块与舱体的端面紧固连接在一起。

作为一种可能的实现方式，镶件为钢镶件。

作为一种可能的实现方式，定位定向盘包括同轴设置的连接轴和圆盘，连接轴为阶梯轴，向靠近圆盘的方向轴径逐渐增大。

第二方面，本发明还提供一种装配孔的加工系统，加工系统应用于电液舵机圆周方向上装配孔的加工。电液舵机的圆周向间隔分布至少两组装配孔，每一组装配孔均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔。电液舵机包括壳体组件以及用于承载壳体组件的舱体。装配孔贯穿舱体舱壁并向壳体内部延伸一部分。每一装配孔均具有原始孔径φ₀，经加工方法加工完成后，装配孔达到目标孔径φ₁。每一装配孔所具有的中心轴向均与舱体所具有的中心轴线相交于一点。每一组装配孔沿圆周方向分布的相邻两个装配孔的中心轴线之间的夹角为α。每一组装配孔沿舱体高度方向分布的相邻的两个装配孔之间的距离为L。加工系统包括四轴数控机床、装夹工装和定位定向圆盘。其中，四轴数控机床主轴能够实现X轴向、Y轴、Z轴移动，以及绕Y轴的旋转。四轴数控机床所包括的刀柄上至少包括测针和孔加工刀具。四轴数控机床配置有控制程序，控制程序包括找正程序段和加工程序段。在定位定向圆盘同轴插入至装配孔的情况下，执行找正程序段，主轴调用测针，并获取定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在加工程序段内主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置。并在控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转。找正程序执行完成且暂停后，取下定位定向圆盘，启动加工程序段，控制机床的主轴调用加工刀具，并控制主轴带动加工刀具绕Y轴旋转，从中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个装配孔至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁。加工程序段还用于控制主轴沿舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，依次加工第n+1个装配孔，n为大于或等于1的正整数。

本发明提供的装配孔的加工系统的有益效果与本发明第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的装配孔的加工方法的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的电液舵机整体结构的纵向剖视图；

图2为图1A-A/C-C向剖视图；

图3为本发明实施例提供的装配孔的加工流程图；

图4为本发明实施例提供的装夹工装的主视图；

图5为本发明实施例提供的装夹工装的俯视图；

图6为本发明实施例提供的底座的主视图；

图7为本发明实施例提供的定位定向圆盘的主视图；

图8和图9为本发明实施例提供的端面找正的示意图。

附图标记：

1-舱体， 2-壳体组件， 3-装配孔，

4-舵轴组件孔， 5-装夹工装， 6-定位定向盘，

7-测针；

50-底座， 51-镶件， 52-装夹杆，

53-压板， 54-锁紧件；

500-环形台阶槽， 501-开口槽， 510-安装孔，

530-压条， 531-弧形压块；

60-连接轴， 61-圆盘。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一方面，本发明实施例提供一种装配孔的加工方法，该加工方法应用于电液舵机圆周方向装配孔的加工。参见图1和图2，本发明实施例提供的电液舵机包括壳体组件2和用于承载壳体组件2的舱体1。其中，壳体组件2包括壳体以及由壳体承载的一泵和四舵。舱体1外部轮廓为近似椭圆，椭圆度为0.6～1mm。舱体1的外表面涂覆有热防护层。舱体1的内壁，即用于承载壳体组件2的内壁为圆形内壁。即，总体上看，舱体1为薄壁零件，其壁厚可以是10mm。而用于承载一泵和四舵的壳体的外表面和内表面根据装载时的具体需求，可以设计为不规则形状。壳体的壁厚大于舱体1的壁厚，具体的，壳体用于加工装配孔3位置的壁厚可以大于20mm。

电液舵机的圆周方向间隔分布至少两组装配孔组合，至少两组装配孔组合可以均匀或非均匀的分布在电液舵机的圆周方向。每一组装配孔组合均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔3。例如，每一组装配孔组合均包括四个装配孔3，两两为一行且两两为一列。又例如，每一组装配孔组合均包括六个装配孔3，两两为一行且三三为一列，或者三三为一行且两两为一列。每一装配孔3均贯穿舱体1的舱壁并向壳体内部延伸一部分。例如，每一装配孔3的深度均为29.5mm±0.15mm，忽略0.15mm的正负误差，当舱体1的舱壁厚度为10mm时，贯穿舱体1舱壁的第一孔段的长度为10mm，而向壳体内部延伸部分的第二孔段的长度为19.5mm。每一装配孔3均具有原始孔径φ₀，例如，

也就是说，第一孔段和第二孔段的孔径相同，均为

应理解，当壳体组件2和舱体1装配完成后，上述第一孔段和第二孔段的中心轴向完全重合(共线)。而经本发明实施例提供的装配孔的加工方法加工完成后，装配孔3的孔径达到目标孔径φ₁，例如，φ₁＝Φ6.5H7mm，即装配孔3的目标孔径相对于原始孔径增加0.5mm。每一装配孔3的中心轴线的延长线均与舱体1的中心轴线相交于一点。每一组装配孔3组合中沿同一圆周方向分布的相邻两个装配孔3的中心轴线之间的夹角为α，α可以根据实际的装配需求确定，在此不做具体限定，例如α＝18°。每一组装配孔3组合中沿舱体1高度方向分布的相邻的两个装配孔3之间的距离为L，L可以根据实际的装配需求确定，在此不做具体限定，例如L＝50mm。应理解，上述装配需求指的是壳体组件2与舱体1之间的装配需求。

参见图1和图2，为了便于理解，以一组装配孔组合包括四个成矩阵分布的装配孔3为例，详细阐述本发明实施例提供的装配孔的加工方法。需要进一步说明的是，该组装配孔组合中，在同一圆周方向上，两个装配孔3所具有的中心轴线的延长线之间的夹角α＝18°。该组装配孔组合中，沿舱体1的高度方向上，相邻两个装配孔3的中心点之间的距离L＝50mm。在该组装配孔组合中，每一装配孔3的原始孔径

每一装配孔3的目标孔径φ₁＝Φ6.5H7mm。

参见图3，本发明实施例提供的装配孔的加工方法包括以下步骤：

S10.提供数控机床，数控机床为四轴数控机床，具体可以包括X轴、Y轴、Z轴的移动，以及绕Y轴的旋转运动。数控机床具有用于装夹待加工电液舵机工作台，工作台具有中心轴线。此时，可以利用装夹工装5将电液舵机装夹至数控机床的工作台上。装夹完成后，装夹工装5、电液舵机和工作台的中心轴线共线。但是，由于本申请在电液舵机上加工装配孔3时，不需要将电液舵机的中心轴线为加工原点加工装配孔3。也就是说，装夹工装5、电液舵机与工作台的中心轴线的重合度对于装配孔3的加工精度的影响较小。基于此，可以大致找正装夹工装5、电液舵机与工作台的中心轴线即可。此时，可以有效的节约找正上述中心轴线的时间，从而提高找正效率。

参见图4至图6，本发明实施例还提供一种装夹工装，该装夹工装5具体包括底座50、镶件51、装夹杆52、压板53和锁紧件54。其中，底座50上开设有环形台阶槽500，环形台阶槽500的中心轴线与底座50的中心轴线共线。环形台阶槽500用于容纳舱体1端部具有的台阶外圆。底座50的外周开设有开口槽501，开口槽501用于将装夹工装5装配至数控机床上。镶件51为与环形台阶槽500同轴设置的凸台，沿凸台的高度方向开设安装孔510，安装孔510的数量至少为两个。装夹杆52的数量与安装孔510的数量相等，装夹杆52的一端插入安装孔510，另外一端贯穿压板53上的过孔后凸出。压板53用于压紧舱体1的上端面，锁紧件54设置在装夹杆52凸出于过孔的一端，用于锁紧压板53。

参见图4至图6，上述底座50的材质可以是钢或其他具有一定承载能量的金属或非金属。为了方便通过底座50的外部轮廓采用四点法找正底座50端面的中心点以及底座50的中心轴线，底座50的外壁可以是圆形外壁。然后以底座50相互垂直的中心轴线为参考线，沿垂直于上述参考线的方向切削圆形外壁以形成平面。基于此，在平面上加工出上述开口槽501。

参见图4至图6，上述镶件51可以是具有较好抗磨损特性的刚镶件51，以提高与装夹杆52装配处的耐用性，实现重复耐用的目标。还可以与镶件51的中心轴线共线开设一个通孔。

参见图4至图6，上述安装孔510可以包括相互对称的两个，此时，需要设置两个装夹杆52。上述压板53可以包括压条530以及分别设置在压条530两端的弧形压块531。两个过孔可以对称开设在压条530上。压条530可以是铝合金压条530，弧形压块531为塑料弧形压块531。在实际应用中，压条530与其长度方向一致的中心轴线可以舱体1上端面的中心点，而弧形压块531可以压在舱体1上端面的外台阶面上。还可以在压条530与舱体1接触的一面设置保护垫，保护垫的材质可以是聚四氟乙烯。如此设置，与舱体1接触的压板53均为非金属材料，也就是说，可以避免金属材料与舱体1的直接接触，达到保护舱体1不受压板53损坏的效果。

参见图4至图6，上述安装孔510可以是光孔或螺纹孔。当安装孔510为光孔时，装夹杆52与安装孔510连接的一端为光杆，两者可以以过盈配合的方式装配在一起。当然，为了提高装夹杆52的拆装效率以及提高重复利用率，装夹杆52与安装孔510连接的一端具有外螺纹段。此时，装夹杆52可以旋入安装孔510。

参见图4至图6，装夹杆52凸出于过孔的一端开设有外螺纹。锁紧件54自下而上依次包括刚性垫圈、弹性垫圈和螺母。为了提高装夹强度，还可以在弧形压块531的两端分别开设有螺纹通孔，可以利用旋接在螺纹通孔内的螺钉将弧形压块531与舱体1上端面的外圆台阶面紧固连接在一起。

参见图4至图6，在本发明实施例提供的装夹工装5的基础上，还提供一种将电液舵机装夹至数控机床工作上的装夹方法，具体可以包括以下步骤：

S100.将底座50放置在数控机床的中心，即底座50的中心轴线与数控机床的中心轴线共线。前文所述，可以将底座50的外轮廓设计为圆形，或者设计为具有外切圆，以方便基于底座50的外轮采用四点法快速且精准的找正底座50的中心轴线。在此基础上，调整底座50在数控机床工作台上的位置，以使底座50与数控机床工作台的中心轴线的重合度满足要求。此时，具有找正效率高的优点。

S101.利用同时卡装在开口槽501以及数控机床工作台上的紧固件将底座50固定在数控机床的工作台。底座50在工作台上的位置确定后，可以利用如螺栓等紧固件将底座50与工作台固定在一起。

S102.将舱体1端部的台阶外圆容纳在环形台阶槽500内，此时，舱体1的中心轴线和底座50的中心轴线的重合度△Φ1≤0.4mm。

S103.将装夹杆52的一端插入安装孔510内。

S104.将压板53上的过孔贯穿装夹杆52的另外一端后，压在舱体1的顶端端面。

S105.利用锁紧件54将压板53紧固在装夹杆52上。

采用上述技术方案的情况下，利用本发明实施例提供的装夹工装5将电液舵机装夹至工作台时，通过找正底座50孔中心和舱体与底座小间隙配合(0.4mm)等方式，实现初步快速定位的目标。通过环形台阶槽500、装夹杆52(装夹杆52可以是螺杆)、压板53等刚性压紧连接，实现装夹可靠的目标。舱体1和底座50小间隙配合，装拆只需拆卸与装夹杆52端部紧固连接的锁紧件54(在装夹杆52为螺杆的情况下，锁紧件可以是螺母)和压板53即可，实现装拆方便的目标。底座50材料可以是铸铝，与螺杆连接部位采用钢镶件，提高底座的耐用性，实现重复耐用的目标。设计制作保护垫(材质为聚四氟乙烯板)，避免压板53(铝材)直接与舱体1接触，降低了压伤舱体1的风险。

S11.基于原始孔径φ₀制作定位定向盘6。参见图7，定位定向盘6的具体结构可以包括同轴设置的连接轴60和圆盘61，连接轴60为阶梯轴，向靠近圆盘61的方向轴径逐渐增大。定位定向盘6是后续找正待加工装配孔3中心轴线的重要参考。为了确保找正的效率和精度，可以将连接轴60与装配孔3装配的轴段轴径大小设计为与装配孔3的原始孔径相等。基于此，当连接轴60插入装配孔3后，实现定位定向盘6与装配孔3的自然对正。圆盘61的结构设计可以确保通过四点法找正定位定向盘6端面中心以及中心轴线的精度和效率。

S12.将定位定向盘6插入在舱体1的高度方向上位于顶端或底端的装配孔3内，定位定向盘6与装配孔3的中心轴线共线。为了便于理解找正顺序和加工顺序，可以将一组由四个装配孔3组成的装配孔3组合中位于右上角的装配孔3定义为第一装配孔，位于第一装配孔下方(右下角)的装配孔3定义为第二装配孔，位于左上角的装配孔3定义为第三装配孔，位于第三装配孔下方的装配孔3定义为第四装配孔。基于此，找正以及加工的顺序可以是：找正第一装配孔、加工第一装配孔、加工第二装配孔、找正第三装配孔、加工第三装配孔、加工第四装配孔。

S13.控制数控机床的主轴调用位于刀柄上的测针7；将利用测针7获得的定位定向盘6端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在控制程序内主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置；并在控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转。

参见图8和图9，作为一种示例，将定位定向盘6插入前文所述的第一装配孔3内，在数控机床控制程序的控制下，主轴由初始位置抵达刀柄，以调用刀柄上的测针7，并带动测针7抵达与定位定向盘6的端面大致水平的位置。进一步的主轴带动测针7分别抵靠在定位定向盘6端面的左右两点(也可以是上下两点)，在获得上述两点的高度值的情况下，计算得到两点的高度差△h，将△h配置在数控机床的控制程序内，作为主轴的角度误差值。基于角度误差值校正主轴，使得主轴的端面与定位圆盘61的端面平行。如此设置，可以在确保主轴的端面与定位定向盘6的端面之间具有较高的平行度，基于此，提高后续加工出的装配孔3的轴向精度。

参见图8和图9，定位定向盘6的端面校正完成后，首先进行Z轴方向的重新校正，采用测针7测量定位定向盘6端面，将测量点的坐标Z0自动写入数控机床的控制程序内主轴坐标系的Z轴位置。Z轴位置确定后，需重新校正定位定向盘6中心坐标位置，通过测针7测量定位定向盘6圆柱外圆，采用四点测量方法，将测量后的X0、Y0坐标分别写入数控机床的控制程序内主轴坐标系的X、Y轴位置，自动算出加工坐标原点，即X0、Y0、Z0。

S14.取下定位定向盘6，启动控制程序，控制机床的主轴调用位于刀柄上的刀具，并控制主轴带动刀具绕Y轴旋转，从中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个装配孔3至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁；

在主轴的加工坐标原点X0、Y0、Z0确定后，可以手动取下定位定向盘6。之后，启动控制程序，控制数控机床的主轴由测量位置抵达刀柄的位置，并将测针7重新放置在刀柄上后，继续调用刀柄上的刀具，应理解，上述刀具可以是镗刀。调用刀具之后，控制主轴带动刀具绕Y轴旋转，并进一步的抵达加工坐标原点(此处加工坐标原点即定位定向盘6端面的中心点，也即是装配孔3的中心点)，并从加工坐标原点开始镗削第一个装配孔至预设深度，此处的预设深度可以是29.5mm±0.15mm，当然也不限于此。镗削至预设深度后退刀，此时，装配孔3的内径由原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁。例如，装配孔3的孔径由

扩大至Φ6.5H7mm。

S15.控制主轴沿舱体1的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，基于此，依次加工在舱体1高度方向分布的第n+1个装配孔3，n为大于或等于1的正整数；

继续以上一示例为例，阐述加工第二装配孔的方法。考虑到舱体1的高度方向上舱体1的变形较小，在高度方向上的第二装配孔与第一装配孔之间的距离L确定的情况下，可以控制主轴向下移动L的距离，以使得主轴抵达第二装配孔的加工位置，此时，主轴的中心轴线与第二装配孔的中心轴线共线。例如，当L＝50mm时，可以控制主轴直接向下(也就是说，沿Y轴的方向向下移动)移动50mm。而后，再控制主轴在X方向移动，直至加工到第二装配孔3的预设深度后退刀。

需要进一步解释的是，如果在舱体1的Y轴方向上分布有其他装配孔3，且相邻的两个装配孔之间的距离L相等的情况下，在加工完上一装配孔之后，可以控制主轴继续向下移动L个距离，以依次加工出在舱体1的高度方向上分布的多个装配孔3。

S16.控制数控机床依次转动mα角度，重复执行步骤S12～S15，依次加工沿圆周方向分布的另外m+1列装配孔3，m为大于或等于1的正整数。

继续以上一示例为例，阐述加工第三装配孔3的方法。加工完第二装配孔3之后，将镗刀退至舱体1之外，预留出方便向第三装配孔3插入定位定向盘6的空间。也就是说，主轴继续绕Y轴旋转，而Y和Z轴的坐标不变，仅X轴的坐标发生变化。

当α＝18°时，可以控制数控机床的工作台旋转18°，此时，第三个装配孔3的中心轴线基本上与主轴的中心轴线共线。

基于此，将定位定向盘6重新插入第三装配孔内，控制程序控制主轴由上一位置抵达至刀柄所在的位置，将刀具放置在刀柄上，并继续调用测针7。由主轴带动测针7由刀柄位置抵达与定位定向盘6基本平行的位置之后，继续执行上述步骤S13，在获得第三装配孔的加工坐标原点X₁、Y₁、Z₁的基础之上，加工出第三装配孔。

采用上述步骤S15继续加工出第四装配孔。在第四装配孔的下方还有等距的其他装配孔3的情况下，利用上述步骤S15的方法依次加工完成。

需要进一步解释的是，如果在舱体1圆周方向上间隔α分布有另外m+1列装配孔3的情况下，m为大于或等于1的正整数，可以继续重复执行步骤S12～S15，以依次加工出m+1列装配孔3。

由于数控机床每旋转α角度之后，在舱体1的中线轴线与机床工作台的中心轴线的重合度相对较低时，待加工的m+1列中位于端部的装配孔3的中心轴线与主轴的中心轴线的重合度也得不到保证。鉴于此，可以利用定位定向盘6重新找正m+1列中位于端部的装配孔3的加工坐标原点，以确保每一列的装配孔3的加工精度。

与现有技术相比，本发明提供的装配孔的加工方法改变了现有技术提供的找正方式。具体的，利用装夹工装5将电液舵机装夹至数控机床之后，将外径与装配孔3的原始孔径φ₀基本相等的定位定向盘6插入装配孔3内。此时，定位定向盘6与装配孔3的中心轴线共线。基于此，可以通过找正定位定向盘6端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，作为数控机床主轴的加工原点。在实际应用中，可以将定位定向盘6设计为方便找正的结构。基于此，在有效的提高找正精度和效率的情况下，提高装配孔3的加工效率和精度。而且数控机床每转动α角度后，加工沿圆周方向分布的另外m+1列的装配孔3时，均需要再次找正。基于此，可以有效的提高同一装配孔3组合中，每一装配孔3的加工精度和加工效率。

为了便于从整体上理解本发明实施例提供的装配孔的加工方法，下面以一个具体的实施例为例进行详细阐述，应理解，以下举例均作为解释，不作为限定。

在实施本发明实施例提供的装配孔的加工方法之前，首先，设计并制作装夹工装5，装夹工装5的具体结构以及装夹方法在前文以及述及，在此不再赘述。其次，设计并制作定位定向盘6。当舱体1装夹后，将定位定向盘(该定位定向盘所具有的连接轴60的外圆直径可以是Φ6mm，圆盘61的外圆直径可以是φ50mm，长可以是25mm)插入舱体1的Φ6H7孔中。基于此，再利用数控机床的自动找正功能，分别采样圆盘φ50的外圆和端面，通过找正程序算出加工孔Φ6H7mm的圆心和轴心，从而能够快速、准确找到舵机Φ6.5H7mm的加工中心位置。为避免舱体和壳体组合后，舱体和壳体Φ6mm中心错位，将定位定向圆盘Φ6mm分四组尺寸加工。

将定位定向盘6装到待加工孔中，手动调整机床B轴至定位定向盘6大致水平位置。编制自动找正程序，机床主轴调用测针测量定位定向盘6端面左右两点，该两点的高度差通过测针程序转换为B轴角度误差值，测量完成后机床自动旋转B轴进行校正，将定位定向圆盘表面随着舵机旋转到平行位置，同时将机床B轴自动设置为B0位置，测量过程和程序如图8所示。

定位定向盘6端面校正后(即加工坐标系的B轴)，进行Z轴方向的重新校正，采用测针测量定位定向盘6端面，将测量点的坐标自动写入机床相应坐标系的Z轴位置。Z轴位置确定后，需重新校正定位定向盘6中心坐标位置，通过测针测量定位定向盘6圆盘61外圆，采用四点测量方法，将测量后的X、Y坐标写入机床相应坐标系的X、Y轴位置，自动算出加工坐标原点。

第一个孔测量完成并将X、Y、Z、Bo坐标赋值给机床加工坐标后，暂停程序，取下定位定向盘6，启动加工。考虑Y轴方向舱体1变形较小，通过数控机床在Y方向移动50mm距离，直接加工第二个孔。第二个孔结束后暂停程序，手动装入定位定向盘6后，启动自动找正程序，机床自动旋转18°执行自动找正程序，分别将找正后新的X、Y、Z、Bo坐标赋值给机床，并开始加工。依照以上加工方法，完成后八组孔自动找正和加工。第二方面，本发明还提供一种装配孔的加工系统，加工系统应用于电液舵机圆周方向上装配孔的加工。电液舵机的圆周向间隔分布至少两组装配孔，每一组装配孔均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔。电液舵机包括壳体组件以及用于承载壳体组件的舱体。装配孔贯穿舱体舱壁并向壳体内部延伸一部分。每一装配孔均具有原始孔径φ₀，经加工方法加工完成后，装配孔达到目标孔径φ₁。每一装配孔所具有的中心轴向均与舱体所具有的中心轴线相交于一点。每一组装配孔沿圆周方向分布的相邻两个装配孔的中心轴线之间的夹角为α。每一组装配孔沿舱体高度方向分布的相邻的两个装配孔之间的距离为L。加工系统包括四轴数控机床、装夹工装和定位定向圆盘。其中，四轴数控机床主轴能够实现X轴向、Y轴、Z轴移动，以及绕Y轴的旋转。四轴数控机床所包括的刀柄上至少包括测针和孔加工刀具。四轴数控机床配置有控制程序，控制程序包括找正程序段和加工程序段。在定位定向圆盘同轴插入至装配孔的情况下，执行找正程序段，主轴调用测针，并获取定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在加工程序段内主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置。并在控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转。找正程序执行完成且暂停后，取下定位定向圆盘，启动加工程序段，控制机床的主轴调用加工刀具，并控制主轴带动加工刀具绕Y轴旋转，从中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个装配孔至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁。加工程序段还用于控制主轴沿舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，依次加工第n+1个装配孔，n为大于或等于1的正整数。

本发明提供的装配孔的加工系统的有益效果与本发明第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的装配孔的加工方法的有益效果相同，在此不再赘述。尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种装配孔的加工方法，其特征在于，所述装配孔的加工方法应用于电液舵机圆周方向上装配孔组合的加工；所述电液舵机的圆周向间隔分布至少两组装配孔组合，每一组所述装配孔组合均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔；所述电液舵机包括壳体组件以及用于承载所述壳体组件的舱体；每一所述装配孔均贯穿所述舱体舱壁并向所述壳体内部延伸一部分；每一所述装配孔均具有原始孔径φ₀，经所述加工方法加工完成后，所述装配孔达到目标孔径φ₁；每一所述装配孔所具有的中心轴线均与所述舱体所具有的中心轴线相交于一点；每一组所述装配孔组合中沿同一圆周方向分布的相邻两个装配孔的中心轴线之间的夹角为α；每一组所述装配孔组合中沿舱体高度方向分布的相邻的两个装配孔之间的距离为L；

所述加工方法包括以下步骤：

S10.利用装夹工装将所述电液舵机装夹至数控机床上，所述装夹工装、电液舵机、数控机床工作台的中心轴线共线；

S11.基于所述原始孔径φ₀制作定位定向圆盘；

S12.将所述定位定向圆盘插入在舱体的高度方向上位于顶端或底端的所述装配孔内，所述定位定向圆盘与所述装配孔的中心轴线共线；

S13.配置数控机床，并控制所述数控机床的主轴调用位于刀柄上的测针；将利用所述测针获得的定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在控制程序内所述主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置；并在所述控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转；

S14.取下所述定位定向圆盘，启动所述控制程序，控制所述机床的主轴调用位于刀柄上的刀具，并控制主轴带动所述刀具绕Y轴旋转，从所述中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个所述装配孔至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁；

S15.控制主轴沿所述舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，基于此，依次加工在舱体高度方向分布的第n+1个所述装配孔，n为大于或等于1的正整数；

S16.控制所述数控机床依次转动mα角度，重复执行步骤S12～S15，依次加工沿圆周方向分布的另外m+1列所述装配孔，m为大于或等于1的正整数。

2.根据权利要求1所述的装配孔的加工方法，其特征在于，所述S13步骤中，利用所述测针获得定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，包括：

带动所述测针抵靠在所述定位定向圆盘的端面，将测量点的坐标配置在所述控制程序内主轴坐标系的Z轴位置；

带动所述测针移动并分别抵靠在所述定位圆盘的外圆面的至少三个位置，基于所述至少三个位置确定所述定位圆盘端面的圆心；将圆心的坐标配置在所述控制程序内主轴坐标系的X轴位置和Y轴位置；基于此，获得定位定向圆盘端面的中心点坐标X₀、Y₀、Z₀。

3.根据权利要求1所述的装配孔的加工方法，其特征在于，在所述S12步骤之后以及所述S13步骤之前，所述加工方法还包括：

带动所述测针移动并分别抵靠在所述定位圆盘端面的两点，获得两点的高度差△h，将△h配置在所述数控机床的控制程序内，作为所述主轴的角度误差值；基于所述角度误差值校正所述主轴，使得所述主轴的端面与所述定位圆盘的端面平行。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述装夹工装包括底座、镶件、装夹杆、压板和锁紧件；

其中，所述底座上开设有环形台阶槽，所述环形台阶槽的中心轴线与所述底座的中心轴线共线；所述环形台阶槽用于容纳所述舱体端部具有的台阶外圆；所述底座的外周开设有开口槽，所述开口槽用于将所述装夹工装装配至所述数控机床上；

所述镶件为与所述环形台阶槽同轴设置的凸台，沿所述凸台的高度方向开设安装孔，所述安装孔的数量至少为两个；

所述装夹杆的数量与所述安装孔的数量相等；所述装夹杆的一端插入所述安装孔，另外一端贯穿所述压板上的过孔后凸出；

所述压板用于压紧所述舱体的上端面，所述锁紧件设置在所述装夹杆凸出于所述过孔的一端，用于锁紧所述压板。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述利用装夹工装将所述电液舵机装夹至机床上包括：

将底座放置在数控机床的中心，即底座的中心轴线与数控机床的中心轴线共线，利用同时卡装在所述开口槽以及数控机床工作台上的紧固件将所述底座固定在所述数控机床的工作台；

将所述舱体端部的台阶外圆容纳在所述环形台阶槽内，此时，舱体的中心轴线和底座的中心轴线的重合度△Φ1≤0.4mm；

将装夹杆的一端插入所述安装孔内；

将压板上的过孔贯穿装夹杆的另外一端后，压在舱体的顶端端面；

利用所述锁紧件将所述压板紧固在所述装夹杆上。

6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述压板包括压条以及分别设置在所述压板两端的弧形压块，所述过孔开设在所述压条上；

所述压条为铝合金压条；所述弧形压块为塑料弧形压块。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述装夹杆凸出于过孔的一端开设有外螺纹；所述锁紧件自下而上依次包括刚性垫圈、弹簧垫圈和螺母；和/或，

所述弧形压块的两端分别开设有螺纹孔，利用旋接在所述螺纹孔内的螺钉将所述弧形压块与所述舱体的端面紧固连接在一起。

8.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述镶件为钢镶件。

9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述定位定向盘包括同轴设置的连接轴和圆盘；所述连接轴为阶梯轴，向靠近所述圆盘的方向轴径逐渐增大。

10.一种装配孔的加工系统，其特征在于，所述加工系统应用于电液舵机圆周方向上装配孔的加工；所述电液舵机的圆周向间隔分布至少两组装配孔，每一组所述装配孔均包括呈规则矩阵排布的至少四个装配孔；所述电液舵机包括壳体组件以及用于承载所述壳体组件的舱体；所述装配孔贯穿所述舱体舱壁并向所述壳体内部延伸一部分；每一所述装配孔均具有原始孔径φ₀，经所述加工方法加工完成后，所述装配孔达到目标孔径φ₁；每一所述装配孔所具有的中心轴向均与所述舱体所具有的中心轴线相交于一点；每一组所述装配孔沿圆周方向分布的相邻两个装配孔的中心轴线之间的夹角为α；每一组所述装配孔沿舱体高度方向分布的相邻的两个装配孔之间的距离为L；

所述加工系统包括四轴数控机床、装夹工装和定位定向圆盘；其中，所述四轴数控机床主轴能够实现X轴向、Y轴、Z轴移动，以及绕Y轴的旋转；所述四轴数控机床所包括的刀柄上至少包括测针和孔加工刀具；所述四轴数控机床配置有控制程序，所述控制程序包括找正程序段和加工程序段；

在所述定位定向圆盘同轴插入至装配孔的情况下，执行找正程序段，所述主轴调用所述测针，并获取所述定位定向圆盘端面的中心点坐标X0、Y0、Z0，分别配置在加工程序段内所述主轴坐标系的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置；并在所述控制程序内初始化主轴的旋转方向为B0，即绕Y轴旋转；找正程序执行完成且暂停后，取下所述定位定向圆盘，启动加工程序段，控制所述机床的主轴调用加工刀具，并控制主轴带动所述加工刀具绕Y轴旋转，从所述中心点X₀、Y₀、Z₀开始加工第一个所述装配孔至预设深度S，以将其内径从原始孔径φ₀扩大至目标孔径φ₁；所述加工程序段还用于控制主轴沿所述舱体的高度方向向下或向上依次移动nL的距离，依次加工第n+1个所述装配孔，n为大于或等于1的正整数。

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