本發(fā)明是一種基于四軸機(jī)床的三維雙向斜孔的加工方法，屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于三維雙向斜孔的加工，由于空間坐標(biāo)點(diǎn)和偏轉(zhuǎn)角度的獲取存在困難，因此在普通三軸和四軸機(jī)床上難以實(shí)現(xiàn)，一般都選擇在五軸機(jī)床上通過(guò)程度控制自動(dòng)運(yùn)行加工，存在機(jī)床選擇的局限性和資金與時(shí)間的成本問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供一種四軸機(jī)床上三維雙向斜孔的加工方法，使得對(duì)于三維雙向斜孔的加工也能在四軸甚至在三軸機(jī)床上實(shí)現(xiàn)精確加工，以降低加工成本。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明四軸機(jī)床上三維雙向斜孔的加工方法的特點(diǎn)是：在工件上設(shè)置工藝孔，以工藝孔作為加工主孔的位置參照，通過(guò)測(cè)量工藝孔的位置推導(dǎo)出加工主孔相對(duì)于工藝孔所需的偏移量，實(shí)現(xiàn)雙向斜孔夾角的保證和加工主孔時(shí)進(jìn)刀位置的準(zhǔn)確定位。

本發(fā)明四軸機(jī)床上三維雙向斜孔的加工方法的特點(diǎn)也在于：所述工藝孔與主孔相同角向不同位置；在向工件側(cè)面B的投影中，工藝孔軸線和主孔軸線與D基準(zhǔn)面分別相交于P1點(diǎn)和P點(diǎn)，投影夾角為θ2，工件側(cè)面投影中主孔偏置于工藝孔的平行間距為△2；在向工件頂面A的投影中，工藝孔軸線和主孔軸線與E基準(zhǔn)面分別相交于Q1點(diǎn)和Q點(diǎn)，投影夾角為θ1，工件頂面投影中主孔偏置于工藝孔的平行間距為△1；所述D基準(zhǔn)面和E基準(zhǔn)面是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的面；所述加工方法是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1：在機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置斜角角度為θ2的斜角工裝，將工件放置在斜角工裝的斜面上呈傾斜，并將工件底面D與斜角工裝的斜面通過(guò)工藝銷卡固貼合或以壓板壓，使工件頂面A與機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)面呈θ2的夾角；

步驟2：.將機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺(tái)面旋轉(zhuǎn)角度θ3，使主孔軸線與刀具的進(jìn)刀方向平行；刀具的橫向平移量為△3；并有：θ3＝ctg(tgθ1*cosθ2)；θ1為θ3在工件頂面A上的投影；

步驟3：加工工藝孔，并在完成工藝孔的加工之后，通過(guò)檢測(cè)獲得P1點(diǎn)和P點(diǎn)的距離PP1，以及Q點(diǎn)和Q1點(diǎn)的距離QQ1，并有：

△2＝|PP1|sinθ2；

△3＝|QQ1|sinθ3；

△4＝△3+△2×tgθ2/sinθ3，△4為加工主孔時(shí)刀具所需的橫向平移量；

步驟4：按照工藝孔的角向和位置，確定工藝孔在機(jī)床上的豎向和橫向二維坐標(biāo)，再以△2的值為刀具豎向平移量，以△4的值為刀具的橫向平移量實(shí)施主孔加工。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明方法是以工藝孔作為加工主孔的位置參照，通過(guò)測(cè)量工藝孔的位置推導(dǎo)出加工主孔相對(duì)于工藝孔所需的偏移量，能夠?qū)崿F(xiàn)斜孔夾角的保證和加工進(jìn)刀位置的準(zhǔn)確定位，使得對(duì)于三維雙向斜孔的加工也能在四軸機(jī)床上實(shí)現(xiàn)精確加工，大大降低了三維雙向斜孔的加工成本。

2、本發(fā)明方法也能夠在加裝有可旋轉(zhuǎn)分度盤的三軸機(jī)床上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中待加工雙向斜孔的呈矩形的工件立體視圖；

圖2為本發(fā)明中雙向斜孔投影在工件側(cè)面要求側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明中雙向斜孔投影在工件頂面要求俯視圖；

圖4為本發(fā)明中底面安裝斜角工裝的工件平置于機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)上的立體視圖；

圖5為本發(fā)明方法加工中斜孔投影垂直轉(zhuǎn)臺(tái)面?zhèn)纫晥D；

圖6為本發(fā)明中轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)前，加工中斜孔投影在轉(zhuǎn)臺(tái)面俯視圖；

圖7為本發(fā)明中轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)后，加工中斜孔投影在轉(zhuǎn)臺(tái)面俯視圖；

圖8為本發(fā)明中為獲取轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度的算法示意圖；

圖9為本發(fā)明中為獲取轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)后，加工主孔時(shí)，刀具水平偏移補(bǔ)償距離算法示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中四軸機(jī)床上三維雙向斜孔的加工方法是在工件上設(shè)置工藝孔，以工藝孔作為加工主孔的位置參照，通過(guò)測(cè)量工藝孔的位置推導(dǎo)出加工主孔相對(duì)于工藝孔所需的偏移量，實(shí)現(xiàn)雙向斜孔夾角的保證和加工進(jìn)刀位置的準(zhǔn)確定位。

具體實(shí)施中，工件為如圖1所示的待加工雙向斜孔呈矩形，具有頂面A、底面D和側(cè)面B。

如圖2和圖3所示，本實(shí)施例是基于四軸機(jī)床的三維雙向斜孔的加工方法首先需要在工件上設(shè)置工藝孔21，工藝孔21與主孔22相同角向不同位置。

如圖2所示，在向工件側(cè)面B的投影中，即圖1中C向圖，工藝孔軸線和主孔軸線與D基準(zhǔn)面分別相交于P1點(diǎn)和P點(diǎn)，投影夾角為θ2，工件側(cè)面投影中主孔偏置于工藝孔的平行間距為△2。

如圖3所示，在向工件頂面A的投影中，即圖1中F向圖，工藝孔軸線和主孔軸線與E基準(zhǔn)面分別相交于Q1點(diǎn)和Q點(diǎn)，投影夾角為θ1，工件頂面投影中主孔偏置于工藝孔的平行間距為△1；D基準(zhǔn)面和E基準(zhǔn)面是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的面。

本實(shí)施例中加工方法是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1：如圖4和圖5所示，在機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺(tái)面24上設(shè)置斜角角度為θ2的斜角工裝23，將工件放置在斜角工裝23的斜面上呈傾斜，并將工件底面D與斜角工裝的斜面通過(guò)工藝銷卡固貼合或以壓板壓，使工件頂面A與機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)面24保持為θ2的夾角。

步驟2：如圖6和圖7所示，將機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺(tái)面旋轉(zhuǎn)角度θ3，使主孔軸線與刀具的進(jìn)刀方向平行；刀具的橫向平移量為△3；并有：θ3＝ctg(tgθ1×cosθ2)；因傾斜后的投影關(guān)系，θ3并不能直接采用θ1，θ1為θ3在工件頂面A上的投影。

步驟3：加工工藝孔，并在完成工藝孔的加工之后，通過(guò)檢測(cè)獲得P1點(diǎn)和P點(diǎn)的距離PP1，以及Q點(diǎn)和Q1點(diǎn)的距離QQ1，并有：

△2＝∣PP1∣sinθ2；

△3＝∣QQ1∣sinθ3；

△4＝△3+△2×tgθ2/sinθ3，△4為加工主孔時(shí)刀具所需的橫向平移量。

步驟4：按照工藝孔的角向和位置，確定工藝孔在機(jī)床上的豎向和橫向二維坐標(biāo)，再以△2的值為刀具豎向平移量，以△4的值為刀具的橫向平移量實(shí)施主孔加工。

如圖8和圖9所示，斜角工裝23的斜角角度為θ2，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度為θ3，刀具豎向平移量為△2，刀具橫向補(bǔ)償偏離量為∣Z2Z2＇∣，當(dāng)?shù)毒哂蒢1點(diǎn)移動(dòng)至Z2點(diǎn)，做好豎向的偏移量△2之后，由于受到θ2斜角工裝和轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)θ3角度的雙重影響，刀具的橫向位置已明顯偏離，因此需要對(duì)這一偏移量進(jìn)行補(bǔ)償。

圖9中，點(diǎn)A、點(diǎn)B、點(diǎn)Z2和點(diǎn)Z2＇共面且平行于轉(zhuǎn)臺(tái)面，Z1Z2＇⊥轉(zhuǎn)臺(tái)面，AZ2＇//BZ2且與刀具進(jìn)刀方向平行，面Z1Z2＇Z2與刀具進(jìn)刀方向垂直，且垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)面，點(diǎn)Z2為點(diǎn)B在面Z1Z2＇Z2上的投影，∠Z1Z2＇B＝θ2，∠AZ2＇B＝∠Z2BZ2＇＝θ3，因此有：

橫向補(bǔ)償偏離量∣Z2Z2＇∣＝△2×tgθ2/sinθ3；

則：加工主孔時(shí)刀具的橫向平移量△4為：

△4＝△3+∣Z2Z2＇∣＝∣QQ1∣sinθ3+△2×tgθ2/sinθ3

即：△4＝∣QQ1∣sinθ3+∣PP1∣sinθ2×tgθ2/sinθ3)

本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)斜孔夾角的保證和加工進(jìn)刀位置的準(zhǔn)確定位。