[發(fā)明專利]精密基準球復合加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210177256.0
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN103447756B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 荊懷靖;任斐;胡斌良;趙琰巍;劉維紅
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發(fā)明涉及球面的加工方法，尤其涉及空間圓包絡的精密基準球復合加工方法。

背景技術

精密基準球用作于檢測基準，形位公差要求苛刻（球面圓度不大于0.005mm）。插補圓形路徑車削是球面加工的傳統(tǒng)方法。該方法原理簡單，但影響球面外形精度的因素較多，如機床運動軸的定位誤差、動態(tài)誤差，數(shù)控系統(tǒng)插補誤差等，球面加工質(zhì)量不高（球面圓度一般在0.01mm以上）。磨削加工方式存在加工效率低，一致性差等問題。

有關球面加工軌跡生成方法的專利有美國專利No.1,663,192號。該專利采用了在車床刀架上增加輔助機構(gòu)的方法擺動刀具，從而完成球面加工。具體過程是，在刀架上安裝輔助機構(gòu)，實現(xiàn)刀具繞垂直于車床主軸的軸旋轉(zhuǎn)，在車床主軸高速旋轉(zhuǎn)條件下，通過手動調(diào)節(jié)搖柄改變刀具位置，完成球面加工。采用這種方法避免了刀具插補運動的誤差。但輔助機構(gòu)設計復雜，組件的間隙、加工精度等引入了新的誤差源，且被加工球連同主軸高速旋轉(zhuǎn)，工藝性不高。另外，文獻[Topological?and?Kinematic?analysis?applied?for?5-axis?spherical?precision?grinding?machine]中提出了一種精密球面磨削加工方法，該方法需要成型刀具，加工效率不高，且無法避免機床運動軸動態(tài)誤差等對球面加工精度的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有球面加工方法加工的基準球的球面精度低和效率低的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種精密基準球復合加工方法，該方法包括如下步驟：在車銑復合機床上車削棒料，調(diào)整棒料的回轉(zhuǎn)軸與車銑復合機床的主軸同軸；修正動力頭的回轉(zhuǎn)軸的位置，使其與車銑復合機床的主軸的同軸度不大于0.003mm；粗加工所述棒料，形成留有余量的粗車球；調(diào)整動力頭的回轉(zhuǎn)軸與車銑復合機床的主軸的夾角為????????????????????????????????????????????????，式中，是棒料靠近粗車球的一段小棒的半徑、是基準球的半徑、是小棒的直徑和基準球的直徑的交點與該基準球的直徑的端點之間的距離；找正所述粗車球的球心；設定動力頭的轉(zhuǎn)速不大于1000r/min，車銑復合機床的主軸轉(zhuǎn)速不大于1r/min，沿動力頭的回轉(zhuǎn)軸的方向進刀至粗車球的球面與車銑復合機床的交點，精加工所述粗車球。

可選地，所述同軸度不大于0.002mm。

可選地，所述余量不大于1mm。

可選地，所述余量不大于0.5mm。

可選地，所述找正粗車球的球心的具體步驟包括沿著車銑復合機床的主軸方向找正粗車球的球心。

可選地，所述動力頭的轉(zhuǎn)速是800r/min，車銑復合機床的主軸轉(zhuǎn)速是0.5r/min。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明通過設定動力頭的轉(zhuǎn)速不大于1000r/min，車銑復合機床的主軸的轉(zhuǎn)速不大于1r/min，沿動力頭的回轉(zhuǎn)軸的方向進刀至粗車球的球面與車銑復合機床的交點，這樣，基準球的球面被等效為兩個有空間位置關系的圓的運動包絡面，然后利用動力頭的回轉(zhuǎn)軸與車銑復合機床的主軸的夾角來定義機床動力頭和主軸的位置關系，從而，通過合成車銑復合機床的動力頭回轉(zhuǎn)運動與車銑復合機床的主軸回轉(zhuǎn)運動，形成球面加工軌跡，進而得到車銑復合機床各軸對應的運動參數(shù)，進行球面高精度加工，大大減少了球面加工的誤差來源，球面加工精度僅受車銑復合機床的主軸與動力頭的回轉(zhuǎn)軸之間位置精度的影響，不存在插補誤差、定位誤差以及機床運動軸動態(tài)誤差，球面的加工精度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明精密基準球復合加工方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是計算動力頭的回轉(zhuǎn)軸與車銑復合機床的主軸的夾角的示意圖。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達成目的及功效，下面將結(jié)合實施例并配合附圖予以詳細說明。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明精密基準球復合加工方法包括如下步驟：

S1：在車銑復合機床上車削棒料1，調(diào)整棒料1的回轉(zhuǎn)軸11與車銑復合機床的主軸同軸,通過調(diào)整棒料1的回轉(zhuǎn)軸11與車銑復合機床的主軸同軸保證了精密基準球的圓度。