一种销孔位置度控制方法与流程

1.本发明涉及销孔加工技术领域，尤其涉及一种销孔位置度控制方法。


背景技术：

2.风电设备属于精密装备，其加工要求很高，以风电设备核心部件为例，风电扭力臂、法兰的加工精度要求非常高，特别是其销孔位置度一般在0.06-0.08mm左右，销孔的位置度与止口圆大小相关，止口圆的直径一般在1200-2000mm左右，公差为h6-h7，止口圆直径变化销孔位置必须要作出调整，同时止口圆的圆度变化也会造成销孔位置度的影响，所以即使机床定位精确，销孔位置度的控制依然成为一个技术难点。另一方面，由于绝大部分加工厂条件受限，止口圆是立式车床加工，销孔是龙门铣床加工，更对销孔位置度的控制加大了难度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种销孔位置度控制方法，具有位置精度高、操作简单、成品质量高的优点。
4.本发明是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种销孔位置度控制方法，包括如下步骤：
6.步骤一：将工件装夹于工作台，并以工件建立第一坐标系；
7.步骤二：将标准环规装夹于工作台，并以标准环规建立第二坐标系；
8.步骤三：使用雷尼绍测头在第二坐标系中进行矢量标定；
9.步骤四：矢量标定完成后使用雷尼绍测头在第一坐标系内测量止口边位置长度，该长度记录为c，并记录在机床变量值中；
10.步骤五：向机床内输入销孔角度e、销孔与止口边距离b，然后计算销孔实际坐标位置：x坐标＝(c+b)*cos(e)，y坐标＝(c+b)*sin(e)；
11.步骤六：根据x坐标和y坐标在工件上加工销孔。
12.进一步设置为：步骤一具体包括：
13.一：将工件需加工销孔的端面朝上装夹于数控机床内的工作台，找正销孔端面；
14.二：使用数控机床建立第一坐标系，抓取工件的止口圆中心点，以该中心点设立x轴、y轴零点，抓取销孔端面设立z轴零点。
15.进一步设置为：步骤一中，找正销孔端面误差在0.02mm以内。
16.进一步设置为：步骤二具体包括：
17.一：将标准环规装夹于数控机床内工作台的一角，找正标准环规端面；
18.二：使用数控机床建立第二坐标系，抓取标准环规孔中心点，以该中心点设立x轴、y轴零点，抓取标准环规端面设立z轴零点。
19.进一步设置为：步骤二中，找正标准环规平面误差在0.01mm以内。
20.进一步设置为：还包括步骤七：
21.重复上述步骤四、步骤五、步骤六，于工件表面依次加工出若干销孔。
22.综上所述，本发明的有益技术效果为：
23.(1)针对高精度工件的加工，例如风力发电设备中的扭力臂、法兰等，工件在销孔位置度控制上更加稳定；
24.(2)操作简单，利于实现，从而适合规模化应用；
25.(3)使工件异常率和报废率得到了极大的改善，提高了工件质量。
附图说明
26.图1是理论销孔加工位置图；
27.图2是补正后销孔加工位置图；
28.图3是理论销孔加工位置和补正后销孔加工位置复合图；
29.图4是加工数据记录图。
具体实施方式
30.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。
31.传统销孔加工作业方法，以图1为例，使用理论尺寸a、b、e编写销孔坐标点：x坐标＝(a+b)*cos(e)y坐标＝(a+b)*sin(e)，但是通过计算a+b-c＝f，b-f＝d，得到理论与实际止口圆边至销孔距离误差d，传统方案存在一个d误差。(a：理论止口圆半径，b：理论止口圆边至销孔距离，c：实际止口圆半径，f：实际止口圆边至销孔距离，d：理论与实际止口圆边至销孔距离误差)
32.销孔位置度的评价要素为：实际尺寸f和角度e，由于机床定位精度为0.01/1000mm以内，故角度e并不是造成销孔位置度超差的主要原因，主要是由于误差尺寸d的存在造成传统方案销孔位置度一直存在不稳定问题。而实际生产中造成尺寸d的因素有很多：
①
坐标抓取的误差、
②
止口圆实际尺寸与理论尺寸的误差、
③
止口圆的圆度等因素，这些因素的存在，造成实际生产过程中销孔位置度控制困难，易产生批量异常造成产值的损失。
33.本发明采用了合理方法以解决上述问题，以图2为例，本发明公开的一种销孔位置度控制方法，包括如下步骤：
34.步骤一：将工件装夹于工作台，并以工件建立第一坐标系。
35.其中，步骤一具体包括：
36.一：将工件需加工销孔的端面朝上装夹于数控机床内的工作台，找正销孔端面，找正销孔端面误差在0.02mm以内。
37.二：使用数控机床建立第一坐标系，抓取工件的止口圆中心点，以该中心点设立x轴、y轴零点，抓取销孔端面设立z轴零点。
38.步骤二：将标准环规装夹于工作台，并以标准环规建立第二坐标系。
39.其中，步骤二具体包括：
40.一：将标准环规装夹于数控机床内工作台的一角，找正标准环规端面，找正标准环规平面误差在0.01mm以内。标准环规在此可以选用φ300，φ200，φ100等。
41.二：使用数控机床建立第二坐标系，抓取标准环规孔中心点，以该中心点设立x轴、
y轴零点，抓取标准环规端面设立z轴零点。
42.步骤三：使用雷尼绍测头在第二坐标系中进行矢量标定。使用雷尼绍(renishaw)测头在环规中进行矢量标定(参考《renishaw加工中心用增强型工件测量软件》)，矢量标定标定目的是减少雷尼绍(renishaw)测头测量误差。
43.步骤四：矢量标定完成后使用雷尼绍测头在第一坐标系内测量止口边位置长度，该长度记录为c，并记录在机床变量值中。
44.步骤五：向机床内输入销孔角度e、销孔与止口边距离b，然后计算销孔实际坐标位置：x坐标＝(c+b)*cos(e)，y坐标＝(c+b)*sin(e)。
45.步骤六：根据x坐标和y坐标在工件上加工销孔。
46.步骤七：重复上述步骤四、步骤五、步骤六，于工件表面依次加工出若干销孔。
47.举例来说，根据设计要求，止口圆φ1298h6孔径已加工到位，圆度和直径均满足图纸要求，现需在龙门数控铣床精加工φ25h7销孔，龙门x、y轴定位精度为0.01/1000mm以内，φ25h7销孔共36个，根据上述方法获取坐标如下：
48.依次使用雷尼绍(renishaw)测头测得止口圆半径得到c1-c36数值，根据c1-c36编写销孔坐标:
49.x1＝(c1+26)*cos(0)，y1＝(c1+26)*cos(0)
50.x2＝(c2+26)*cos(10)，y2＝(c2+26)*cos(10)
51.……
52.x36＝(c36+26)*cos(350)，y36＝(c36+26)*cos(350)。
53.结合图1-图4，加工后检验如下，φ1298h6孔径实测为φ1298.049mm，孔的圆度为0.045mm(图纸圆度要求0.08)，均符合图纸要求，但是部分φ25销孔位置度超差(图4表中c列)。分析如下：由于传统方案中采用固定的(a+b)编程，实际加工时止口圆并非理想状态，a尺寸会随着圆的圆度和直径所变化，实际止口圆半径尺寸为c(图4表中b列)，导致传统方案中出现d尺寸误差，所以造成了销孔位置度的超差，使用该发明后销孔位置度得到明显变化，得到了稳定的销孔位置度(图4表中f列)，该产品得到了稳定的生产。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种销孔位置度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将工件装夹于工作台，并以工件建立第一坐标系；步骤二：将标准环规装夹于工作台，并以标准环规建立第二坐标系；步骤三：使用雷尼绍测头在第二坐标系中进行矢量标定；步骤四：矢量标定完成后使用雷尼绍测头在第一坐标系内测量止口边位置长度，该长度记录为c，并记录在机床变量值中；步骤五：向机床内输入销孔角度e、销孔与止口边距离b，然后计算销孔实际坐标位置：x坐标=（c+b）*cos(e)，y坐标=（c+b）*sin(e)；步骤六：根据x坐标和y坐标在工件上加工销孔。2.根据权利要求1所述的一种销孔位置度控制方法，其特征在于：步骤一具体包括：一：将工件需加工销孔的端面朝上装夹于数控机床内的工作台，找正销孔端面；二：使用数控机床建立第一坐标系，抓取工件的止口圆中心点，以该中心点设立x轴、y轴零点，抓取销孔端面设立z轴零点。3.根据权利要求2所述的一种销孔位置度控制方法，其特征在于：步骤一中，找正销孔端面误差在0.02mm以内。4.根据权利要求1所述的一种销孔位置度控制方法，其特征在于：步骤二具体包括：一：将标准环规装夹于数控机床内工作台的一角，找正标准环规端面；二：使用数控机床建立第二坐标系，抓取标准环规孔中心点，以该中心点设立x轴、y轴零点，抓取标准环规端面设立z轴零点。5.根据权利要求4所述的一种销孔位置度控制方法，其特征在于：步骤二中，找正标准环规平面误差在0.01mm以内。6.根据权利要求1所述的一种销孔位置度控制方法，其特征在于：还包括步骤七：重复上述步骤四、步骤五、步骤六，于工件表面依次加工出若干销孔。

技术总结
本发明公开了一种销孔位置度控制方法，涉及销孔加工技术领域，包括如下步骤：步骤一：将工件装夹于工作台，并以工件建立第一坐标系；步骤二：将标准环规装夹于工作台，并以标准环规建立第二坐标系；步骤三：使用雷尼绍测头在第二坐标系中进行矢量标定；步骤四：矢量标定完成后使用雷尼绍测头在第一坐标系内测量止口边位置长度，该长度记录为c，并记录在机床变量值中；步骤五：向机床内输入销孔角度e、销孔与止口边距离b，然后计算销孔实际坐标位置：X坐标=（c+b）*COS(e)，Y坐标=（c+b）*SIN(e)；步骤六：根据X坐标和Y坐标在工件上加工销孔。本发明在销孔位置度控制上更加稳定，操作简单，利于实现，使工件异常率和报废率得到了极大的改善。善。善。


技术研发人员：张宇
受保护的技术使用者：江苏钢锐精密机械有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/9/20