CN116673792A - 一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法 - Google Patents

一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法 Download PDF

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CN116673792A CN202310976605.3A CN202310976605A CN116673792A CN 116673792 A CN116673792 A CN 116673792A CN 202310976605 A CN202310976605 A CN 202310976605A CN 116673792 A CN116673792 A CN 116673792A
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Abstract

本发明公开了一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法,本发明公开的特征件体积小,且集成了实际加工过程旋转轴误差源所有工件结构特性,适用于带转台的立卧转换加工中心旋转轴误差源快速、准确识别,大大减少了精度检测周期,同时本发明公开的特征件及其加工评价方法能够一次加工可识别多项旋转轴误差项,且能反映机床旋转轴实时动态精度,检测简单便捷,可实现所有误差源一次性检测完成。

Description

一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法
技术领域
本发明属于加工中心加工精度控制的技术领域,具体涉及一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法。
背景技术
航空结构件以框、梁和接头类零件为主,具有结构复杂、零件多样化、加工难度大、加工精度要求高等特点,而带转台的立卧转换加工中心是该类零件加工的核心关键设备,带转台的立卧转换加工中心旋转轴精度控制技术是行业短板。
带转台的立卧转换加工中心主要加工有回转类、立卧转换类零件,对旋转轴精度要求较高。零件在加工过程中经常出现回转零件腹板尺寸异常、腹板厚度超薄或超厚、筋条尺寸异常,立卧转换类零件出现接刀台阶,旋转轴A轴传动出现间隙导致铣孔椭圆、零件A轴旋转平面方向尺寸超差过切等问题,维修时精度检查周期长,且无法快速、准确定位故障点。
对比目前国内外普遍使用的机床验收试切件,带转台的立卧转换加工中心在加工此类试切时机床仅有两种状态,一种是卧式加工,一种是立式加工,且该类试切件加工时旋转轴角度较小,加工过程中试切件无立卧转换特征。针对生产现场零件质量问题目前所应用的试切件无法准确反映实际机床精度状态,急需研究发明一种适合带转台的立卧转换加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法,以便维修人员快速、准确定位旋转轴精度误差源,减小精度检测周期,提升复杂航空结构件加工精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件及加工评价方法,通过加工中心对特征件进行试切,进而对带转台的立卧转换加工中心旋转轴误差源剥离分析,利用各试切特征间的相互位置关系、尺寸关系,能够快速、准确定位到机床旋转轴误差源及具体部位,保证了复杂航空结构件的加工精度。
本发明通过下述技术方案实现:
一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件,包括矩形基体,所述矩形基体包括前端面、后端面、上端面、下端面、左端面、右端面,所述矩形基体的前端面与后端面的中心处贯通设置有原点孔,所述矩形基体的前端面与后端面上分别设置有与原点孔同轴的前圆孔与后圆孔;所述矩形基体的上端面上沿左右方向的中部位置设置有筋条,所述筋条的前后两侧分别设置有平行于上端面的第一上加工面和第二上加工面,所述第二上加工面上沿上下方向设置有顶部圆孔,所述顶部圆孔的轴线与原点孔的轴线垂直相交;所述矩形基体的下端面上设置有平行于下端面的下加工面;所述矩形基体的左端面的前侧设置有平行于左端面的左加工面,所述矩形基体的右端面的后侧设置有平行于右端面的右加工面,所述左加工面与右加工面关于矩形基体的质心点对称设置。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述前圆孔的底部设置有平行于前端面的前腹板面,所述后圆孔的底部设置有平行于后端面的后腹板面。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述矩形基体的下端面上还设置有固定块,所述固定块的底部设置有若干螺纹孔。
一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,基于上述加工中心旋转轴误差源剥离特征件实现,包括以下步骤:
步骤1、加工原点孔,并以原点孔的中心为基准在矩形基体的前端面上加工前腹板面,以原点孔为基准在矩形基体的后端面上加工后腹板面;测量前腹板面与后腹板面之间的Z向间距,并将Z向间距与理论间距进行比对以确定加工中心转台B轴在加工中心Z轴方向上的加工误差;
步骤2、以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面;分别测量左加工面、右加工面与原点之间的在加工中心X轴方向上的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差;
步骤3、以原点孔的中心为原点,在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔,所述前圆孔与后圆孔的加工直径相等;分别测量前圆孔与后圆孔的圆度,并将前圆孔与后圆孔的圆度与理论圆度进行比对以确定加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差;
步骤4、以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面和第二上加工面以形成筋条,所述第一上加工面和第二上加工面共面;测量筋条的厚度,并将筋条的厚度与理论厚度进行对比以确定加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差;
步骤5、加工中心转换为立式,以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下立式加工第一上加工面;加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下卧式加工下加工面,分别测量第一上加工面、下加工面与原点之间的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差;
步骤6、加工中心转换为立式,以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔,然后测量顶部圆孔分别在加工中心的X轴方向、Z轴方向上的位置,并将检测的位置与理论位置进行对比以确定加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤1具体包括:
步骤1.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤1.2、通过加工中心的B轴对称加工前腹板面与后腹板面,并保证前腹板面与后腹板面之间的理论厚度在2mm-4mm之间;
步骤1.3、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的回转加工误差;其中:/>为前腹板面与后腹板面在加工中心Z轴方向上的实际间距;/>为前腹板面与后腹板面之间在加工中心Z轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的加工误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤2具体包括:
步骤2.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤2.2、在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面;
步骤2.3、以相同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面;
步骤2.4、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的回转加工误差,其中:L1为左加工面与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L2为右加工面与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L0为左加工面和右加工面与原点之间沿加工中心X轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤3具体包括:
步骤3.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤3.2、在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔;
步骤3.3、以不同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔,所述后圆孔与前圆孔的加工直径相等;
步骤3.4、按照公式计算加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差,其中:/>为前圆孔的圆度误差;/>为后圆孔的圆度误差;/>为加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤4具体包括:
步骤4.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤4.2、在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面和第二上加工面以形成筋条;
步骤4.3、按照公式计算加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差,其中:/>为筋条的实际厚度;/>为筋条的理论厚度;/>为加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤5具体包括:
步骤5.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤5.2、加工中心转换为立式,以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向立式加工第一上加工面;
步骤5.3、加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向卧式加工下加工面;
步骤5.4、按照公式计算加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差,其中:K1为第一上加工面与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K2为下加工面与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K0为第一上加工面和下加工面与原点在加工中心Y轴方向上的理论间距;/>为加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述步骤6具体包括:
步骤6.1、以原点孔的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤6.2、加工中心转换为立式,以原点孔的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔;
步骤6.3、按照公式计算加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差,其中:X1为顶部圆孔的圆心在加工中心X轴上的实际位置坐标;X0为顶部圆孔的圆心在加工中心X轴上的理论位置坐标;/>为加工中心A轴在加工中心X轴方向上的定位误差;Z1为顶部圆孔的圆心在加工中心Z轴上的实际位置坐标;Z0为顶部圆孔的圆心在加工中心Z轴上的理论位置坐标;/>为加工中心A轴在加工中心Z轴方向上的定位误差。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
本发明公开的特征件体积小,且集成了实际加工过程旋转轴误差源所有工件结构特性,适用于带转台的立卧转换加工中心旋转轴误差源快速、准确识别,大大减少了精度检测周期,同时本发明公开的特征件及其加工评价方法能够一次加工可识别多项旋转轴误差项,且能反映机床旋转轴实时动态精度,检测简单便捷,可实现所有误差源一次性检测完成。
附图说明
图1为特征件的前视等轴侧图;
图2为特征件的后视等轴侧图;
图3为固定块的示意图。
其中:1-原点孔;2-前腹板面;3-左加工面;4-前圆孔;5-第一上加工面;6-筋条;7-第二上加工面;8-顶部圆孔;9-右加工面;10-后腹板面;11-后圆孔;12-下加工面;13-固定块;14-螺纹孔。
具体实施方式
实施例1:
一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件,如图1-图3所示,包括矩形基体,所述矩形基体包括前端面、后端面、上端面、下端面、左端面、右端面,所述矩形基体的前端面与后端面的中心处贯通设置有原点孔1,所述矩形基体的前端面与后端面上分别设置有与原点孔1同轴的前圆孔4与后圆孔11;所述矩形基体的上端面上沿左右方向的中部位置设置有筋条6,所述筋条6的前后两侧分别设置有平行于上端面的第一上加工面5和第二上加工面7,所述第二上加工面7上沿上下方向设置有顶部圆孔8,所述顶部圆孔8的轴线与原点孔1的轴线垂直相交;所述矩形基体的下端面上设置有平行于下端面的下加工面12;所述矩形基体的左端面的前侧设置有平行于左端面的左加工面3,所述矩形基体的右端面的后侧设置有平行于右端面的右加工面9,左加工面3与右加工面9关于矩形基体的质心点对称设置。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述前圆孔4的底部设置有平行于前端面的前腹板面2,所述后圆孔11的底部设置有平行于后端面的后腹板面10。
为了更好地实现本发明,进一步的,所述矩形基体的下端面上还设置有固定块13,所述固定块13的底部设置有若干螺纹孔14。
实施例2:
一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,基于实施例1所述的加工中心旋转轴误差源剥离特征件实现,包括以下步骤:
步骤1、加工原点孔1,原点孔1的孔径为8mm-10mm;并以原点孔1的中心为基准在矩形基体的前端面上加工前腹板面2,以原点孔1为基准在矩形基体的后端面上加工后腹板面10;测量前腹板面2与后腹板面10之间的Z向间距,并将Z向间距与理论间距进行比对以确定加工中心转台B轴在加工中心Z轴方向上的加工误差;
步骤2、以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面3,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面9;分别测量左加工面3、右加工面9与原点之间的在加工中心X轴方向上的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差;
步骤3、以原点孔1的中心为原点,在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔4,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔11,所述前圆孔4与后圆孔11的加工直径相等;分别测量前圆孔4与后圆孔11的圆度,并将前圆孔4与后圆孔11的圆度与理论圆度进行比对以确定加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差;
步骤4、以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面5和第二上加工面7以形成筋条6,所述第一上加工面5和第二上加工面7共面;测量筋条6的厚度,并将筋条6的厚度与理论厚度进行对比以确定加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差;
步骤5、加工中心转换为立式,以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下立式加工第一上加工面5;加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下卧式加工下加工面12,分别测量第一上加工面5、下加工面12与原点之间的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差;
步骤6、加工中心转换为立式,以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔8,然后测量顶部圆孔8分别在加工中心的X轴方向、Z轴方向上的位置,并将检测的位置与理论位置进行对比以确定加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差。
所述步骤1具体包括:
步骤1.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤1.2、通过加工中心的B轴对称加工前腹板面2与后腹板面10,并保证前腹板面2与后腹板面10之间的理论厚度在2mm-4mm之间;
步骤1.3、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的回转加工误差;其中:/>为前腹板面2与后腹板面10在加工中心Z轴方向上的实际间距;/>为前腹板面2与后腹板面10之间在加工中心Z轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的加工误差。
所述步骤2具体包括:
步骤2.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤2.2、在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面3;
步骤2.3、以相同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面9;
步骤2.4、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的回转加工误差,其中:L1为左加工面3与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L2为右加工面9与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L0为左加工面3和右加工面9与原点之间沿加工中心X轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差。
所述步骤3具体包括:
步骤3.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤3.2、在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔4;
步骤3.3、以不同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔11,所述后圆孔11与前圆孔4的加工直径相等;
步骤3.4、按照公式计算加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差,其中:/>为前圆孔4的圆度误差;/>为后圆孔11的圆度误差;/>为加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差。
所述步骤4具体包括:
步骤4.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤4.2、在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面5和第二上加工面7以形成筋条6;
步骤4.3、按照公式计算加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差,其中:/>为筋条6的实际厚度;/>为筋条6的理论厚度;/>为加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差。
所述步骤5具体包括:
步骤5.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤5.2、加工中心转换为立式,以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向立式加工第一上加工面5;
步骤5.3、加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向卧式加工下加工面12;
步骤5.4、按照公式计算加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差,其中:K1为第一上加工面5与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K2为下加工面12与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K0为第一上加工面5和下加工面12与原点在加工中心Y轴方向上的理论间距;/>为加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差。
所述步骤6具体包括:
步骤6.1、以原点孔1的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤6.2、加工中心转换为立式,以原点孔1的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔8;顶部圆孔8的孔径为6mm-10mm,顶部圆孔8的深度为6mm-10mm。
步骤6.3、按照公式计算加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差,其中:X1为顶部圆孔8的圆心在加工中心X轴上的实际位置坐标;X0为顶部圆孔8的圆心在加工中心X轴上的理论位置坐标;/>为加工中心A轴在加工中心X轴方向上的定位误差;Z1为顶部圆孔8的圆心在加工中心Z轴上的实际位置坐标;Z0为顶部圆孔8的圆心在加工中心Z轴上的理论位置坐标;/>为加工中心A轴在加工中心Z轴方向上的定位误差。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件,包括矩形基体,所述矩形基体包括前端面、后端面、上端面、下端面、左端面、右端面,其特征在于,所述矩形基体的前端面与后端面的中心处贯通设置有原点孔(1),所述矩形基体的前端面与后端面上分别设置有与原点孔(1)同轴的前圆孔(4)与后圆孔(11);所述矩形基体的上端面上沿左右方向的中部位置设置有筋条(6),所述筋条(6)的前后两侧分别设置有平行于上端面的第一上加工面(5)和第二上加工面(7),所述第二上加工面(7)上沿上下方向设置有顶部圆孔(8),所述顶部圆孔(8)的轴线与原点孔(1)的轴线垂直相交;所述矩形基体的下端面上设置有平行于下端面的下加工面(12);所述矩形基体的左端面的前侧设置有平行于左端面的左加工面(3),所述矩形基体的右端面的后侧设置有平行于右端面的右加工面(9),所述左加工面(3)与右加工面(9)关于矩形基体的质心点对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件,其特征在于,所述前圆孔(4)的底部设置有平行于前端面的前腹板面(2),所述后圆孔(11)的底部设置有平行于后端面的后腹板面(10)。
3.根据权利要求1所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件,其特征在于,所述矩形基体的下端面上还设置有固定块(13),所述固定块(13)的底部设置有若干螺纹孔(14)。
4.一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,基于权利要求1-3任一项所述的加工中心旋转轴误差源剥离特征件实现,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、加工原点孔(1),并以原点孔(1)的中心为基准在矩形基体的前端面上加工前腹板面(2),以原点孔(1)为基准在矩形基体的后端面上加工后腹板面(10);测量前腹板面(2)与后腹板面(10)之间的Z向间距,并将Z向间距与理论间距进行比对以确定加工中心转台B轴在加工中心Z轴方向上的加工误差;
步骤2、以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面(3),在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面(9);分别测量左加工面(3)、右加工面(9)与原点之间的在加工中心X轴方向上的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差;
步骤3、以原点孔(1)的中心为原点,在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔(4),在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔(11),所述前圆孔(4)与后圆孔(11)的加工直径相等;分别测量前圆孔(4)与后圆孔(11)的圆度,并将前圆孔(4)与后圆孔(11)的圆度与理论圆度进行比对以确定加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差;
步骤4、以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面(5)和第二上加工面(7)以形成筋条(6),所述第一上加工面(5)和第二上加工面(7)共面;测量筋条(6)的厚度,并将筋条(6)的厚度与理论厚度进行对比以确定加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差;
步骤5、加工中心转换为立式,以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下立式加工第一上加工面(5);加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下卧式加工下加工面(12),分别测量第一上加工面(5)、下加工面(12)与原点之间的间距,并将测量的间距与理论间距进行对比以确定加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差;
步骤6、加工中心转换为立式,以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔(8),然后测量顶部圆孔(8)分别在加工中心的X轴方向、Z轴方向上的位置,并将检测的位置与理论位置进行对比以确定加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差。
5.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:
步骤1.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤1.2、通过加工中心的B轴对称加工前腹板面(2)与后腹板面(10),并保证前腹板面(2)与后腹板面(10)之间的理论厚度在2mm-4mm之间;
步骤1.3、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的回转加工误差;其中:/>为前腹板面(2)与后腹板面(10)在加工中心Z轴方向上的实际间距;/>为前腹板面(2)与后腹板面(10)之间在加工中心Z轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心Z方向上的加工误差。
6.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:
步骤2.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤2.2、在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下自上而下加工左加工面(3);
步骤2.3、以相同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下自上而下加工右加工面(9);
步骤2.4、按照公式计算加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的回转加工误差,其中:L1为左加工面(3)与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L2为右加工面(9)与原点之间沿加工中心X轴方向上的实际间距;L0为左加工面(3)和右加工面(9)与原点之间沿加工中心X轴方向上的理论间距;/>为加工中心转台B轴在加工中心X轴方向上的加工误差。
7.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:
步骤3.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤3.2、在工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下加工前圆孔(4);
步骤3.3、以不同的加工参数,在加工中心转台的A轴0°、B轴180°的状态下加工后圆孔(11),所述后圆孔(11)与前圆孔(4)的加工直径相等;
步骤3.4、按照公式计算加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差,其中:/>为前圆孔(4)的圆度误差;/>为后圆孔(11)的圆度误差;/>为加工中心转台A轴在0°状态下的加工误差。
8.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:
步骤4.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤4.2、在加工中心转台的A轴-90°的状态下分别加工第一上加工面(5)和第二上加工面(7)以形成筋条(6);
步骤4.3、按照公式计算加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差,其中:/>为筋条(6)的实际厚度;/>为筋条(6)的理论厚度;/>为加工中心转台A轴在-90°状态下的加工误差。
9.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤5具体包括:
步骤5.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤5.2、加工中心转换为立式,以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向立式加工第一上加工面(5);
步骤5.3、加工中心转换为卧式,在加工中心转台的A轴0°、B轴0°的状态下沿加工中心的Y轴方向卧式加工下加工面(12);
步骤5.4、按照公式计算加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差,其中:K1为第一上加工面(5)与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K2为下加工面(12)与原点在加工中心Y轴方向上的实际间距;K0为第一上加工面(5)和下加工面(12)与原点在加工中心Y轴方向上的理论间距;/>为加工中心在进行立式与卧式转换前后在加工中心Y轴方向上的加工误差。
10.根据权利要求4所述的一种加工中心旋转轴误差源剥离特征件的加工评价方法,其特征在于,所述步骤6具体包括:
步骤6.1、以原点孔(1)的中心为原点,建立O-X,Y,Z坐标系,所述O-X,Y,Z坐标系的X轴沿加工中心的X轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Y轴沿加工中心的Y轴方向设置,所述O-X,Y,Z坐标系的Z轴沿加工中心的Z轴方向设置;
步骤6.2、加工中心转换为立式,以原点孔(1)的中心为原点,在加工中心转台的A轴-90°、B轴0°的状态下加工顶部圆孔(8);
步骤6.3、按照公式计算加工中心A轴在X轴方向、Z轴方向上的定位误差,其中:X1为顶部圆孔(8)的圆心在加工中心X轴上的实际位置坐标;X0为顶部圆孔(8)的圆心在加工中心X轴上的理论位置坐标;/> 为加工中心A轴在加工中心X轴方向上的定位误差;Z1为顶部圆孔(8)的圆心在加工中心Z轴上的实际位置坐标;Z0为顶部圆孔(8)的圆心在加工中心Z轴上的理论位置坐标;/>为加工中心A轴在加工中心Z轴方向上的定位误差。
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