本發(fā)明實施例涉及精密加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種側(cè)孔倒角加工方法。

背景技術(shù)：

對于智能手機等的消費型電子產(chǎn)品而言，其外觀效果十分重要，對產(chǎn)品的銷售影響很大。隨著加工技術(shù)的發(fā)展，智能手機外觀效果的種類越來越多，要求越來越高。如圖1所示，就有在按鍵孔100增加倒角的工藝要求。其中，倒角工藝要求倒角特征要做到大小均勻且無刀紋。目前市面上已有兩種使用數(shù)控機床(computernumericalcontrol，簡稱cnc)加工按鍵孔倒角的方案。方案1中，側(cè)孔垂直加工后四軸機保持90度不變，然后用球刀加工側(cè)孔倒角特征；方案2中，先在垂直位置加工側(cè)孔，然后旋轉(zhuǎn)至水平位置利用成型銑刀加工倒角特征。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：方案1中，由于球刀中心點切削線速度為零，導致倒角中間會有一條明顯的線痕，且該線痕無法打磨去除，造成外觀100％不良。方案2中，雖然可以做到倒角刀紋效果良好，不存在線痕，但是由于加工側(cè)孔和加工倒角時四軸機需要旋轉(zhuǎn)，且加工過程容易產(chǎn)生誤差，隨著加工誤差的累積，造成加工后倒角大小邊不均勻，尤其當產(chǎn)品側(cè)面具有弧形特征時，制程良率不到30％。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施方式的目的在于提供一種側(cè)孔倒角加工方法，通過對倒角加工進行位置補償以減小或者消除倒角加工誤差，從而使得倒角大小邊均勻，大幅提升倒角加工良率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種側(cè)孔倒角加工方法，包括：通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)待加工的工件使所述工件處于與數(shù)控機床的主軸方向相平行的豎直狀態(tài)，從所述主軸方向在所述工件的側(cè)孔加工面上加工至少一側(cè)孔；通過沿所述主軸方向運動的探針探取所述側(cè)孔在所述側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置；根據(jù)所述實際側(cè)孔位置以及預設(shè)的標準側(cè)孔位置得到補償參數(shù)；根據(jù)所述補償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置；通過所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述工件至與所述主軸方向垂直的水平狀態(tài)，并利用所述數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)所述實際倒角位置在所述側(cè)孔上加工倒角。

本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在側(cè)孔加工完成后，工件繼續(xù)保持豎直狀態(tài)，通過沿主軸方向運動的探針探取側(cè)孔在側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置，并根據(jù)實際側(cè)孔位置以及預設(shè)的標準側(cè)孔位置得到補償參數(shù)，該補償參數(shù)可以反映加工出的側(cè)孔的實際位置和標準加工位置之間的差異，由于倒角加工位置是基于側(cè)孔加工位置設(shè)定的，所以可以利用補償參數(shù)調(diào)整實際倒角位置，即根據(jù)補償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置，從而，可以在通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)工件至與主軸方向垂直的水平狀態(tài)后，再利用數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)得到的實際倒角位置在側(cè)孔上加工倒角，由于實際倒角位置與加工的實際側(cè)孔位置之間基本不存在誤差累積，所以可以保證倒角后大小邊均勻，倒角符合工藝要求。因此，本實施方式通過補償參數(shù)消除倒角加工的位置誤差，從而可以大幅提高側(cè)孔倒角加工良率。

另外，所述通過沿所述主軸方向運動的探針探取所述側(cè)孔在所述側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置，具體包括：在n個測量位置探取得到n個初始側(cè)孔位置；其中，所述n為大于等于1的整數(shù)，且n個測量位置均位于所述側(cè)孔加工面且沿所述側(cè)孔的長度方向分布；如果所述n大于1，則計算得到所述n個初始側(cè)孔位置的平均值，將所述平均值作為所述實際側(cè)孔位置；如果所述n等于1，則將所述初始側(cè)孔位置作為所述實際側(cè)孔位置。通過在多個位置探取得到初始側(cè)孔位置，并且將多個初始側(cè)孔位置的平均值作為實際側(cè)孔位置，從而可以提高實際側(cè)孔位置的檢測精度，進而可以更精確地對倒角加工進行位置補償，提高倒角加工精度。

另外，所述在n個測量位置探取得到n個初始側(cè)孔位置，具體包括：在各所述測量位置分別探取得到第一坐標、第二坐標以及第三坐標；其中，所述第二坐標為所述側(cè)孔第一內(nèi)側(cè)壁的坐標，所述第三坐標為所述側(cè)孔第二內(nèi)側(cè)壁的坐標，所述第一內(nèi)側(cè)壁和所述第二內(nèi)側(cè)壁相互平行；所述第一坐標為平行于所述第一內(nèi)側(cè)壁的參考面的坐標；計算得到所述第二坐標以及所述第三坐標的中點坐標；各所述初始側(cè)孔位置分別為所述第一坐標以及所述中點坐標之間的距離。

另外，所述n等于3。

另外，所述補償參數(shù)為所述實際側(cè)孔位置和所述標準側(cè)孔位置之差。

另外，在所述通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)待加工的工件使所述工件處于與數(shù)控機床的主軸方向相平行的豎直狀態(tài)后以及所述從所述主軸方向在所述工件的側(cè)孔加工面上加工至少一側(cè)孔前，還包括：對所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行豎直狀態(tài)的校平。從而可以減小側(cè)孔加工誤差，提高側(cè)孔加工精度。

另外，在所述通過所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述工件至與所述主軸方向垂直的水平狀態(tài)后以及所述利用所述數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)所述實際倒角位置在所述側(cè)孔上加工倒角前，還包括：對所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行水平狀態(tài)的校平。從而可以減小倒角加工誤差，提高倒角加工精度。

另外，所述對所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行水平狀態(tài)的校平，具體包括：通過探針探取所述側(cè)孔加工面上的至少3個校平探點；根據(jù)所述至少3個校平探點的位置得到所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的實際水平位置；根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的預設(shè)水平位置以及所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的實際水平位置對所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)校平。

另外，所述工件為智能手機的電池蓋。

另外，所述側(cè)孔包括：電源鍵孔和/或音量鍵孔。

附圖說明

一個或多個實施例通過與之對應的附圖中的圖片進行示例性說明，這些示例性說明并不構(gòu)成對實施例的限定，附圖中具有相同參考數(shù)字標號的元件表示為類似的元件，除非有特別申明，附圖中的圖不構(gòu)成比例限制。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中智能手機具有側(cè)孔倒角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的四軸機水平校平的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的四軸機處于豎直狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的實際側(cè)孔位置探取的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的一個測量位置探取實際側(cè)孔位置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的實際側(cè)孔位置以及標準側(cè)孔位置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的實際側(cè)孔位置以及標準倒角位置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式側(cè)孔倒角加工方法中的3個測量位置探取實際側(cè)孔位置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請所要求保護的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實施方式涉及一種側(cè)孔倒角加工方法。本實施方式的核心在于，通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)待加工的工件使工件處于與數(shù)控機床的主軸方向相平行的豎直狀態(tài)，從主軸方向在工件的側(cè)孔加工面上加工至少一側(cè)孔；通過沿主軸方向運動的探針探取側(cè)孔在側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置；根據(jù)實際側(cè)孔位置以及預設(shè)的標準側(cè)孔位置得到補償參數(shù)；根據(jù)償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置；通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)工件至與主軸方向垂直的水平狀態(tài)，并利用數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)實際倒角位置在側(cè)孔上加工倒角。本實施方式在側(cè)孔加工完成后，工件繼續(xù)保持豎直狀態(tài)，通過沿主軸方向運動的探針探取側(cè)孔在側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置，并根據(jù)實際側(cè)孔位置以及預設(shè)的標準側(cè)孔位置得到補償參數(shù)，該補償參數(shù)可以反映加工出的側(cè)孔的實際位置和標準加工位置之間的差異，由于倒角加工位置是基于側(cè)孔加工位置設(shè)定的，所以可以利用補償參數(shù)調(diào)整實際倒角位置，即根據(jù)補償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置，從而，可以在通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)工件至與主軸方向垂直的水平狀態(tài)后，再利用數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)得到的實際倒角位置在側(cè)孔上加工倒角，由于實際倒角位置與加工的實際側(cè)孔位置之間基本不存在誤差累積，所以可以保證倒角后大小邊均勻，倒角符合工藝要求。因此，本實施方式通過補償參數(shù)消除倒角加工的位置誤差，從而可以大幅提高側(cè)孔倒角加工良率。下面對本實施方式的側(cè)孔倒角加工方法的實現(xiàn)細節(jié)進行具體的說明，以下內(nèi)容僅為方便理解提供的實現(xiàn)細節(jié)，并非實施本方案的必須。

如圖2所示，本實施方式中的側(cè)孔倒角加工方法包括步驟201至步驟210。

步驟201：在水平狀態(tài)對工件的z面進行加工。

舉例而言，本實施方式的工件可以為智能手機的電池蓋，側(cè)孔可以包括：電源鍵孔和/或音量鍵孔。在一些例子中，工件還可以用于加工成平板電腦上具有側(cè)孔倒角工藝的結(jié)構(gòu)件，側(cè)孔還可以包括存儲卡出入孔，本實施方式對于工件以及側(cè)孔的類型均不作具體限制。

本實施方式中，采用數(shù)控機床對工件進行加工。如圖3所示，數(shù)控機床包括：可以帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)21沿水平方向(xy向)移動的工作臺20，其中，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可以為四軸機或者五軸機，本實施方式對于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)不作具體限制。待加工的工件1通過治具固定于四軸機上。數(shù)控機床還包括沿豎直方向(即z向)運動的主軸22，主軸22上設(shè)置有探針23。探針23在主軸的帶動下沿z向運動，當探針受到一定的阻力時，可以使數(shù)控機床的控制單元得到一坐標位置(即探針所探取的當前探點的坐標位置)。因此，當工作臺帶動工件在水平方向移動時，探針沿z向運動可以探取多個探點位置的坐標位置。

將工件通過治具固定于四軸機上，四軸機處于零度(水平狀態(tài))，或者將四軸機旋轉(zhuǎn)至0度。如圖4所示，通過探針23探取工件內(nèi)腔(工件為中空結(jié)構(gòu))中預設(shè)的4個水平狀態(tài)校平探點24，從而將四軸機校平，在四軸機校平后，即可加工工件的側(cè)孔加工面10(z面，亦即中空結(jié)構(gòu)的工件的外周面)，例如對工件的z面加工弧形特征。在工件的z面加工完成后，即可在z面上加工側(cè)孔。

步驟202：通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)待加工的工件使工件處于與數(shù)控機床的主軸方向相平行的豎直狀態(tài)。

即將旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度，使工件處于豎直狀態(tài)。如圖5所示，為工件旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

步驟203：對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行豎直狀態(tài)的校平。

其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用已知的方法對四軸機進行校平，此處不再贅述。

步驟204：從主軸方向在工件的側(cè)孔加工面上加工至少一側(cè)孔。

其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用已知的方法加工側(cè)孔，此處不再贅述。

步驟205：通過沿主軸方向運動的探針探取側(cè)孔在側(cè)孔加工面上的實際側(cè)孔位置。

步驟205包括子步驟2051以及子步驟2052。

子步驟2051：在1個測量位置探取得到1個初始側(cè)孔位置。

如圖6所示，為通過探針23對測量位置進行探取的初始側(cè)孔位置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，為圖6中a處的局部放大示意圖。

如圖7、8所示，在1個測量位置探取得到1個初始側(cè)孔位置具體包括：在預設(shè)的第一測量位置z1分別探取得到第一坐標30、第二坐標31以及第三坐標32，并計算得到第二坐標31以及第三坐標32的中點坐標，然后將第一坐標30以及中點坐標之間的距離作為初始側(cè)孔位置。即在第一測量位置z1(z1的坐標為第一坐標30)處探測3次，其中，第二坐標為側(cè)孔第一內(nèi)側(cè)壁的坐標，第三坐標為側(cè)孔第二內(nèi)側(cè)壁的坐標，第一內(nèi)側(cè)壁和第二內(nèi)側(cè)壁相互平行且第一內(nèi)側(cè)壁和第二內(nèi)側(cè)壁之間的距離為側(cè)孔的寬度。第一坐標為平行于第一內(nèi)側(cè)壁的參考面的坐標。本實施方式對于第一內(nèi)側(cè)壁和第二內(nèi)側(cè)壁不作具體限制，在實際應用中，第一內(nèi)側(cè)壁和第二內(nèi)側(cè)壁之間的距離還可以為側(cè)孔的長度。

子步驟2052：將1個初始側(cè)孔位置作為實際側(cè)孔位置。

其中，圖8中實際側(cè)孔位置101的值為a。

步驟206：根據(jù)實際側(cè)孔位置以及預設(shè)的標準側(cè)孔位置得到補償參數(shù)。

其中，圖8中標準側(cè)孔位置102的值為b。補償參數(shù)為實際側(cè)孔位置和標準側(cè)孔位置之差。由圖8可知，補償參數(shù)可以反映實際側(cè)孔位置與標準側(cè)孔位置之間的偏移距離。還可以根據(jù)補償參數(shù)的正負判斷實際側(cè)孔位置與標準側(cè)孔位置之間的位置關(guān)系，例如，補償參數(shù)為正時，表示實際側(cè)孔位置位于標準側(cè)孔位置上方，實際側(cè)孔位置向上偏，反之，向下偏。舉例而言，標準側(cè)孔位置例如為2.65，那么補償參數(shù)即等于2.65減去a。

步驟207：根據(jù)補償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置。

如圖9所示，為標準倒角位置103和實際側(cè)孔位置101的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，第一坐標30和中點坐標(即第二坐標31和第三坐標32的中點坐標)之間的距離為a，a為實際側(cè)孔位置101的值，b為標準倒角位置的值，其中，b為標準側(cè)孔位置的中點坐標與第一坐標30之間的距離。由于倒角是對側(cè)孔進行倒角，倒角前后側(cè)孔的寬度不變，而由于加工誤差造成實際側(cè)孔位置偏離標準側(cè)孔位置，這樣就造成標準倒角位置與實際側(cè)孔位置不能完全重合，導致倒角出現(xiàn)大小邊不均勻的現(xiàn)象。而根據(jù)補償參數(shù)以及預設(shè)的標準倒角位置得到實際倒角位置后，實際倒角位置與實際側(cè)孔位置基本重合，從而可以避免倒角產(chǎn)生的大小邊不均勻問題。

步驟208：通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)工件至與主軸方向垂直的水平狀態(tài)。

即控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度，使工件處于水平狀態(tài)。

步驟209：對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行水平狀態(tài)的校平。

具體而言，可以先通過探針探取側(cè)孔加工面上的至少3個校平探點，然后根據(jù)至少3個校平探點的位置得到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的實際水平位置，再根據(jù)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的預設(shè)水平位置以及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的實際水平位置對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)校平。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其他方法對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行校平，此處不再贅述。

步驟210：利用數(shù)控機床上的成型銑刀根據(jù)實際倒角位置在側(cè)孔上加工倒角。

采用成型銑刀加工倒角，可以避免產(chǎn)生線痕，加工出的倒角刀紋良好，能夠達到倒角加工工藝要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用已知方法利用成型銑刀完成倒角加工，此處不再贅述。

本實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，先在豎直狀態(tài)完成工件側(cè)孔加工，并利用數(shù)控機床主軸上的探針探取加工出的實際側(cè)孔位置，然后將標準側(cè)孔位置和實際側(cè)孔位置之差作為補償參數(shù)，對標準倒角位置進行補償，從而使得實際倒角位置與實際側(cè)孔位置基本重合，避免了由于側(cè)孔加工誤差累積導致的標準倒角位置和實際側(cè)孔位置不重合而帶來的倒角大小邊不均勻的問題，使側(cè)孔倒角加工滿足工藝要求，提高生產(chǎn)良率。通過實際加工驗證，采用本實施方式的側(cè)孔倒角加工方法，側(cè)孔倒角加工良率可達95％以上。并且，本實施方式通過將探針探取到的z向的補償參數(shù)轉(zhuǎn)換至水平狀態(tài)使用，還間接克服了由于探針僅能在z向進行探取，而無法在水平方向進行探取的問題，從而實現(xiàn)了利用成型銑刀加工倒角的位置補償，使得加工的側(cè)孔倒角刀紋以及大小邊均滿足工藝要求。

本發(fā)明的第二實施方式涉及一種側(cè)孔倒角加工方法。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：在第一實施方式中，通過對一個測量位置進行探測得到實際側(cè)孔位置。而在本發(fā)明第二實施方式中，通過對多個測量位置進行探測得到多個初始側(cè)孔位置，然后將多個初始側(cè)孔位置的平均值作為實際側(cè)孔位置。

如圖10所示，在3個測量位置(第一測量位置z1、第二測量位置z2以及第三測量位置z3)探取得到3個初始側(cè)孔位置，并計算得到3個初始側(cè)孔位置的平均值，將平均值作為實際側(cè)孔位置。其中，在各個測量位置探取得到對應的初始側(cè)孔位置的方法與第一實施方式相同，此處不再贅述。需要說明的是，3個測量位置均位于側(cè)孔加工面且可以沿側(cè)孔的長度方向分布。

本實施方式與前述實施方式相比，通過采集多個初始側(cè)孔位置，并將多個初始側(cè)孔位置的平均值作為實際側(cè)孔位置，從而可以提高實際側(cè)孔位置的測量精度，進而可以提高補償參數(shù)的測量精度，提高倒角加工的精度。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包括相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護范圍內(nèi)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。