專利名稱：一種尋邊器輔助裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種尋邊器輔助裝置，尤其是能夠針對加工斜孔或者斜度面的工件進 行尋邊的輔助裝置。
背景技術：
在機械切削加工之前，往往需要先確定機床主軸相對于工件側面的位置(俗 稱“尋邊”)。而現有技術中，尋邊的輔助裝置已有多種，如中國專利授權公告號為 CN201283509Y的《一種光電尋邊器》；如中國專利授權公告號為CN2540256Y的《機械式尋邊 器》和中國專利授權公告號為CN200970690Y的《偏置單球式尋邊表》均披露了這樣的結構。但上述光電式尋邊器價格昂貴；機械式偏心尋邊器則存在著尋邊使用不便、對操 作人員的技術要求高、接觸表面易于磨損的缺陷；偏置單球式尋邊表雖然使用起來較為直 觀，但結構還是較為復雜，在讀數上仍會存有誤差，且適用于加工直孔的工件。而在實際生產中，待加工的工件不僅需要加工直孔，也需要加工一些斜度孔，且有 的斜孔是單方向有斜度的，有的斜孔是兩個方向有斜度的(即復合斜度)，如模具上常有的 斜頂過孔、斜運水孔、斜抽芯孔等。對于這些帶有斜孔或者斜度面的工件進行加工時所采用 的尋邊方式，目前主要有三種一是直接通過手工畫線找點方式肉眼比對來取數，該方式雖 然方便快速，但精準度很難保證，僅適用于精準度要求不高的工件上。二是以治具上銑出的 某一輔助基準平面來取數，該方式相對于前者，精度高，但需買材料單獨來加工，且必需用 電腦鑼、線切割、火花機及磨床等機床精密加工才能保證，并且治具無互換通用性，制作成 本高、時間長。三是以工件某一特定基準側平面實現取數，但該方式會有加工精度的累積誤 差。下面結合圖1說明上述后兩種尋邊方式。工件6上需要加工斜孔或斜度面，加工 這些斜孔的過程中，首先是以斜孔的實際斜度為準，將工件6擺放到適合加工斜孔的位置， 如圖1中通過預先加工好的治具5將工件6擺斜。由于擺斜后工件6上原有的基準側平 面相對于機床上的碰數裝置而言已處于一定的斜度狀態(tài)，此時根本無法用正常的方法從工 件6的側面取基準數；或者由于工件的尖點存在倒角，無法通過常規(guī)的尋邊碰數工具獲得 尖點的坐標。為解決取數問題，通常的作法是，預先在工件6上加工出一相對于斜孔的基準 臺，以備取數；或是在治具5上做一基準臺，以備取數(如圖1中D面基準面，0. 00,0. 00位 置)。以上兩種以預先做基準臺的方法，必然存在著加工精度的累積誤差，減小了精準度，特 別是大型工件很大程度依賴于治具取數，而治具只針對某一斜度有用，只有完全相同斜度 的孔才可以再采用此治具，也就是說治具基本上是一次性使用，無相互循環(huán)使用性，故這種 方式提高了成本，延長了加工時間，而無法滿足現代生產的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題是針對上述存在的問題提供一種結構簡單、尋邊快速方便 且精準度高、成本低的一種尋邊器輔助裝置。
本發(fā)明所采用的技術方案是該尋邊器輔助裝置是一挖去八分之一實體的圓球， 所述圓球挖空后形成相互兩兩垂直的第一平面、第二平面和第三平面，且該第一、第二、第 三平面相交于所述圓球的球心。在使用時，可以直接用手將上述圓球的三個平面緊貼于工件的棱角部位相鄰平面 上，但為了操作的便利性，在所述第一平面、第二平面與第三平面三個平面的各自中心區(qū)域 還可以加工有一個空腔，各所述空腔中嵌設有磁鐵，所述磁鐵的外表面不高于各自空腔所 在的平面，利用磁鐵的磁性吸附原理，使圓球的三個平面緊貼于工件表面且不移位的目的。在上述優(yōu)選方案中，磁鐵外表面可以與所在平面相持平，但為了降低加工精度和 制做成本，優(yōu)選地，所述磁鐵外表面以低于各自所在平面0. 1毫米至0. 15毫米為宜，以避免 磁鐵干涉工件，但同時仍能達到圓球上的平面與工件表面相緊貼的目的。優(yōu)選地，所述第一平面、第二平面和第三平面相互之間的相交部位分別設有徑向 分布的避空槽。以進一步確保圓球上的平面與工件表面相緊貼。為了便于加工，所述的避空槽最好設計成以各自對應的平面的相交線為軸線的半 圓柱形槽。 與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于無論工件擺放到任意斜度位置，只要通過圓 球上的三個平面緊貼于工件相鄰的三垂直表面，并借助于常規(guī)的碰塊，利用圓球的球心到 任一切平面的距離始終等于圓球半徑的原理，就可以精確地找到工件的棱邊或三棱線相交 的交點，且操作起來靈活、方便、快捷，工作效率高，同時這種簡單的圓球結構，易于加工，成 本低，不易損壞，尤其是，只要工件上具有相鄰且相互垂直的三個表面，均可以使用本發(fā)明 進行尋邊加工各種斜度的斜孔或斜度面，故本發(fā)明通用性好，所以值得在機械加工行業(yè)推 廣應用。


圖1示出了現有技術中為了在工件上加工斜孔或斜度面，而借助斜度治具來擺斜 工件，以便加工時進行尋邊的常規(guī)碰數方法的示意圖。圖2示出了本發(fā)明提供的尋邊器輔助裝置的立體示意圖。圖3示出了所述尋邊器輔助裝置的平面示意圖。圖4示出了在與圖1相對應的工件上，所述尋邊器輔助裝置的進行輔助尋邊的碰 數方法的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例如圖2、圖3所示，本實施例中的尋邊器輔助裝置7為一挖去八分之一實 體的圓球1，所述圓球1挖空后形成相互兩兩垂直的第一平面a、第二平面b和第三平面c， 且該第一平面a、第二平面b、第三平面c相交于所述圓球1的球心，即以所述圓球1的球心 為所述挖空部分的頂點。所述圓球1是外徑為50毫米的標準鋼球件，當然根據不同的實際 情況采用不同的圓球1外徑，只要圓球1外徑大小不影響實際使用功能即可，所述圓球1的 球表面粗糙度優(yōu)選地為0. 4微米，所述圓球1的粗糙度只要滿足在對工件1進行尋邊工作 時不會發(fā)生打滑也不影響尋邊的精度即可。所述圓球1挖空八分之一后的第一平面a、第二平面b與第三平面c三個平面相互兩兩垂直，使得所述尋邊器輔助裝置7能夠卡在工件 6三面相交的頂點區(qū)域。 進一步地，為了使得所述尋邊器輔助裝置7能夠牢固地卡在所述工件6三面相交 的頂點區(qū)域，尤其是針對鋼材料制作的或者鐵材料制作的工件時，可以在所述尋邊器輔助 裝置7的第一平面a、第二平面b與第三平面c三個平面上設置磁鐵，通過磁鐵與所述工件 的吸引力來固定所述尋邊器輔助裝置7。具體地，所述第一平面a、第二平面b與第三平面 c三個平面的各自中心區(qū)域加工有一個空腔3，所述空腔3中各嵌設有一個與所述空腔3相 對應的并且橫截面和高度都略小于所述空腔3的磁鐵，這樣能夠使得所述磁鐵能夠順利嵌 設到所述空腔3之中，并要求所述磁鐵的外表面不能高出所述圓球1中的三個平面a、b、c。 具體地，針對所述圓球1是50毫米的標準鋼球件時，所述空腔3可以是一個8. 05毫米、深 度3. 1毫米的圓柱體，所述磁鐵是一個直徑為8毫米、高度為3毫米的圓柱體，這樣所述磁 鐵設置在所述空腔3中后，所述磁鐵低于各自所在平面a、b、c約0. 1至0. 15毫米。本領域 技術人員理解，所述磁鐵和磁體無特殊要求，能裝入所述圓球1的三個空腔中即可，例如所 述磁鐵可以采用標準圓磁鐵。進一步地，所述第一平面a、第二平面b與第三平面c三個面的三條相交線為軸線 徑向各自設置有避空槽2。在本實施例中，所述三條避空槽2優(yōu)選地是直徑為2毫米的半圓 柱形槽。本領域技術人員理解，為在進行尋邊操作時達到更高的精確度，事先必需清理工 件6的表面與尋邊器輔助裝置7的表面，如去尖角、除毛刺等，此時尋邊器上的三條避空槽2 此時就發(fā)揮了它的作用，由于所述避空槽2的存在，所述尋邊器輔助裝置7卡在所述工件6 三面相交的頂點區(qū)域時更加緊密且精確性更高，不會因為所述工件6三個邊上或者所述圓 球1的三個面a、b、c相交的三條邊上存在尖角或毛刺而影響尋邊的精度。圖4示出了在與圖1相對應的工件上，所述尋邊器輔助裝置的進行輔助尋邊的碰 數方法的示意圖，本發(fā)明尋邊器輔助裝置的原理是根據幾何學中球心與球表面任意點連線 距離相等的原理制作，在尋邊操作之前把工件6擺放至加工所需的斜度(任意斜度均可)， 牢靠地固定在工作臺4上，此時開始尋邊動作，首先將至少具有三表面垂直相交的頂點區(qū) 域的工件固定在工作臺上；接著將上述的圓球1的第一、第二、第三平面分別緊貼設置在該 工件6的三表面垂直相交的交點區(qū)域；再利用加工機床自身的碰數工具按垂直于機床工作 臺軸向方向移動后與所述圓球進行對碰，分別找到與所述圓球相切的兩碰撞點，并對兩碰 撞點的坐標進行取數；然后根據所述兩碰撞點的坐標值與所述圓球1外徑值的差計算得出 所需交點的坐標。所述的碰數工具為一方形體或碰數圓球。本領域技術人員理解，本發(fā)明 進行尋邊碰數操作只需在X、Y、Z每一個軸向方向上碰一次即可，通常至少在兩個軸向上進 行碰數操作，例如在X軸向、Z軸向上進行碰數操作，則得到XZ平面的基準坐標，當然根據 實際加工需要也可以在X、Y、Z三個軸向上進行碰數操作。其具體工作過程將在下面詳細敘 述第一步，把所述尋邊器輔助裝置7安放到工件6三面相交的頂點區(qū)域，如圖4所 示，借助尋邊器輔助裝置7上三個磁鐵的吸咐作用力，使尋邊器中的第一平面a、第二平面 b、第三平面c與工件6的對應的三個外表面緊緊相貼，并使面與面相互緊貼而沒有間隙。第二步，當需要在X軸方向進行尋邊取數操作時，用尋邊器方形碰數工具(方形體)8左側平面沿X方向與所述尋邊器輔助裝置7的球面輕輕對碰，找到所述方形體8的側平面與所述尋邊器輔助裝置7的球面沿X方向的相切點P3，由于球面上任一點到球心的距 離都相等(即圓球1的半徑)，因此可得切點P3與球心Pl的距離等于圓球1的半徑值25 毫米，而切點Pl也正是所述工件6的三條棱線Li、L2、L3的交點，由此可得所述工件6上 三條棱線L1、L2、L3的相交點(同時也是球心Pl)與切點P3在X方向上的距離等于圓球1 的半徑，在本實施例中即25毫米。本領域技術人員理解，通過所述尋邊器輔助裝置7進行 尋邊的方法，就算工件6上的棱邊L1、L2、L3有倒角(通常工件邊緣都有倒C角)都可以輕 易的找到工件上的取數基點或邊線。當需要在Z軸方向進行尋邊取數操作時，將所述方形 體8的下側平面往Z方向的反方向與所述尋邊器輔助裝置7的球面輕輕對碰，并按照同樣 的動作原理找到所述方形碰數工具8與所述尋邊器輔助裝置7沿Z方向的反方向上的切點 P2，并根據切點P2的坐標計算所需的取數基點或邊線的坐標。同樣地，還可以通過所述方 形體8找到在Y方向上的與所述尋邊器輔助裝置7的切點(圖4中未示出)并完成相應的 取數基點或邊線坐標的計算。第三步，當取數基點找到后，在機床的電子尺上清零(作為基準坐標)，然后就可 參照基準坐標對所述工件6進行所需的加工了。綜上所述，借助本發(fā)明提供的尋邊器輔助裝置7可以實現參照擺斜后工件6的棱 線或頂點的取數，無論是單斜度，還是復合斜度，都能夠找到想要的工件6的棱線或頂點的 坐標。
權利要求
一種尋邊器輔助裝置，其特征在于所述輔助裝置(7)是一挖去八分之一實體的圓球(1)，所述圓球(1)挖空后形成相互兩兩垂直的第一平面(a)、第二平面(b)和第三平面(c)，且該第一、第二、第三平面相交于所述圓球的球心。
2.根據權利要求1所述的尋邊器輔助裝置，其特征在于所述第一平面(a)、第二平面 (b)與第三平面(c)三個平面的各自中心區(qū)域加工有一個空腔(3)，各所述空腔(3)中嵌設 有磁鐵，所述磁鐵的外表面不高于各自空腔(3)所在的平面。
3.根據權利要求2所述的尋邊器輔助裝置，其特征在于所述磁鐵外表面低于各自所 在平面0. 1毫米至0. 15毫米。
4.根據權利要求1或2或3所述的尋邊器輔助裝置，其特征在于所述第一平面(a)、 第二平面(b)和第三平面(c)相互之間的相交部位分別設有徑向分布的避空槽(2)。
5.根據權利要求4所述的尋邊器輔助裝置，其特征在于所述的避空槽設計成以各自 對應的平面的相交線為軸線的半圓柱形槽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種尋邊器輔助裝置，所述輔助裝置總體上是一挖去八分之一實體的圓球，所述圓球挖空后形成相互兩兩垂直的第一平面、第二平面和第三平面，且該第一、第二、第三平面相交于所述圓球的球心。進一步地，所述第一平面、第二平面與第三平面三個平面的各自中心區(qū)域加工有一個空腔，各所述空腔中嵌設有磁鐵，所述磁鐵的外表面不高于各自空腔所在的平面。所述尋邊器輔助裝置借助于常規(guī)的碰塊，就可以精確地找到工件的棱邊或三棱線相交的交點，且操作起來靈活、方便、快捷，工作效率高，同時這種簡單的圓球結構易于加工，成本低，不易損壞，通用性好，值得在機械加工行業(yè)推廣應用。
文檔編號B23Q17/22GK101870077SQ20101013328
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權日2010年3月22日
發(fā)明者黃軍 申請人:嘉興信元精密模具科技有限公司