CN102922004B - 坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的坐标镗床零件加工点测量辅助装置及测量方法，属于机械加工技术领域，主要解决的问题是：当加工件上待加工孔的轴线与主轴轴线成一定角度θ时，则要将工作台转动θ角，使待加工孔的轴线与主轴轴线平行，此时，加工点的坐标值通过间接的方法进行测量，现有技术是利用调整销进行间接测量，但实际工作中，调整销使用起来，较繁琐，效率不高的问题；本发明的特点是，利用辅助装置结合三角函数计算，得到工作台转动θ角后加工点的坐标值。所述辅助装置包括钢球、顶杆和基座；利用三角函数通过公式：X=a1+rcos（θ-α），计算加工点的坐标值，通过工作台的水平旋转和纵向旋转，再平移工作台进行加工点的确定。

Description

坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置及测量方法。

背景技术

在坐标镗机床上，加工件固定于工作台上，主轴轴线与被加工孔的轴线平行时，通过改变工作台的x轴、y轴坐标值，将加工孔的轴线调整到与主轴轴线重合，此时即可进行加工孔的操作；当加工件上待加工孔的轴线与主轴轴线成一定角度θ时，则要将工作台转动θ角，使待加工孔的轴线与主轴轴线平行，此时，加工点的坐标值通过间接的方法进行测量，然后根据测量结果进行调节工作台，进行孔的加工；现有技术是利用调整销进行间接测量，但实际工作中，调整销使用起来，较繁琐，效率不高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，利用辅助工具及数学计算对坐标镗床零件加工点进行测定。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置，其特征是：包括钢球、顶杆和基座；所述钢球固定在顶杆的顶端；所述顶杆的下端与基座螺纹连接。

坐标镗床零件加工点坐标测量方法，其特征是：使用所述的坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置，用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标，再结合三角函数计算工作台旋转后零件加工点的坐标；具体步骤如下：

1）首先将加工件安装在工作台上便于加工的合适位置；

2）安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置在工作台上，且使辅助装置轴线垂直于工作台表面，并使辅助装置轴线与待加工孔轴线的纵向投影相交；用杠杆百分表测出钢球球心相对于机床坐标原点的x轴、y轴坐标值，并记录为（O₁，O₂）；用杠杆百分表测出加工点相对于机床坐标原点的x轴、y轴坐标值，并记录为（O₃，O₄）；其中：加工点为待加工孔轴线与加工件表面的交点；

所述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点；所述O₁为工作台水平旋转前钢球球心的横坐标；所述O₂为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标；所述O₃为工作台水平旋转前加工点的横坐标；O₄为工作台水平旋转前加工点的纵坐标；

3）由以下公式计算钢球球心到加工点之间的连线与x轴之间的夹角β：

β=arctg（|o₄-o₂|÷|o₃-o₁|）其中：|o₄-o₂|÷|o₃-o₁|为o₄与o₂的差值的绝对值除以o₃与o₁差值的绝对值；

4）水平旋转工作台β角度，使待加工孔轴线和辅助装置轴线两线所在平面与x轴平行；

5）用杠杆百分表测出钢球球心相对于机床坐标原点的x轴、y轴和z轴坐标值，并记录为（a，b，c）；

其中：a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标；b为工作台旋转β角后钢球球心的纵坐标；c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

6）测量出以钢球球心为坐标原点的加工点的x轴坐标值Δa，则加工点的坐标为（a+Δa，b，c1）；其中Δa为加工点相对于钢球球心的水平长度；c1为加工点相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

7）工作台绕旋转中心纵向旋转θ角，其中：θ为待加工孔轴线与机床主轴轴线所夹的角；

8）用杠杆百分表测量钢球球心的x轴、y轴坐标值，并记录该点坐标为（a1、b）；其中：a1为钢球球心到Y轴的水平距离；

9）测量过钢球球心的x轴平行线与钢球球心到加工点之间连线所夹的角α；计算钢球球心到加工点两点之间的距离r：

$r=\sqrt{\mathrm{\Δ}{a}^2+|{c-c1|}^2};$

10）加工点相对于机床坐标原点的x轴坐标值X通过如下公式计算：

X=a1+rcos（θ-α）；其中：α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线之间的夹角；

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明由于采用了辅助装置，使得镗床上零件加工点位置的测量及计算简化，加工效率明显提高。

附图说明

图1为本发明的辅助装置示意图；

图2为本发明加工件及辅助装置在镗床工作台上安装示意图；

图3为本发明镗床工作台转动一定角度后加工零件及辅助装置示意图；

图4为本发明数学计算的几何图形；

图5为本发明工作台水平旋转β角度之前俯视坐标示意图；

图6为本发明工作台水平旋转β角度之后俯视坐标示意图。

图中：1—钢球；2—顶杆；3—基座；4—辅助装置；5—旋转中心；6—工作台；7—加工件；8—加工点；10—待加工孔轴线；11—机床主轴轴线；12—钢球球心；13—辅助装置轴线；14—X轴平行线；15—工作台表面；16—在辅助装置轴线与待加工孔轴线所决定的平面上过钢球球心的工作台表面平行线；17—过加工点的机床主轴轴线的平行线；19—钢球球心到加工点两点之间的距离r；20—机床坐标原点；21—o₃；22—o₄；23—o₁；24—o₂；25—β；26—Δa；27-a；28-b。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置，其特点是：包括钢球1、顶杆2和基座3；所述钢球1固定在顶杆2的顶端；所述顶杆2的下端与基座3螺纹连接。

坐标镗床零件加工点坐标测量方法，其特点是：使用所述的坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置4，用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标，再结合三角函数计算工作台旋转后零件加工点的坐标；具体步骤如下：

1）首先将加工件7安装在工作台6上便于加工的合适位置；

2）安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置4在工作台6上，且使辅助装置轴线13垂直于工作台表面15，并使辅助装置轴线13与待加工孔轴线10的纵向投影相交；用杠杆百分表测出钢球球心12相对于机床坐标原点20的x轴、y轴坐标值，并记录为（O₁，O₂）；用杠杆百分表测出加工点8相对于机床坐标原点20的x轴、y轴坐标值，并记录为（O₃，O₄）；其中：加工点8为待加工孔轴线10与加工件表面的交点；

所述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点；所述O₁为工作台水平旋转前钢球球心的横坐标23；所述O₂为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标24；所述O₃为工作台水平旋转前加工点的横坐标21；O₄为工作台水平旋转前加工点的纵坐标22；

3）由以下公式计算钢球球心12到加工点8之间的连线与x轴之间的夹角β25：

β=arctg（|o₄-o₂|÷|o₃-o₁|）其中：|o₄-o₂|÷|o₃-o₁|为o₄与o₂的差值的绝对值除以o₃与o₁差值的绝对值；

4）水平旋转工作台β角度，使待加工孔轴线10和辅助装置轴线13两线所在平面与x轴平行；

5）用杠杆百分表测出钢球球心12相对于机床坐标原点20的x轴、y轴和z轴坐标值，并记录为（a，b，c）；

其中：a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标27；b为工作台旋转β角后钢球球心的纵坐标28；c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

6）测量出以钢球球心12为坐标原点的加工点8的x轴坐标值Δa，则加工点的坐标为（a+Δa，b，c 1）；其中Δa为加工点相对于钢球球心的水平长度26；c 1为加工点相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

7）工作台6绕旋转中心5纵向旋转θ角，其中：θ为待加工孔轴线10与机床主轴轴线11所夹的角；

8）用杠杆百分表测量钢球球心的x轴、y轴坐标值，并记录该点坐标为（a1、b）；其中：a1为钢球球心到Y轴的水平距离；

9）测量过钢球球心的x轴平行线与钢球球心到加工点之间连线所夹的角α；计算钢球球心到加工点两点之间的距离r19：

$r=\sqrt{\mathrm{\Δ}{a}^2+{|c-c1|}^2};$

10）加工点相对于机床坐标原点的x轴坐标值X通过如下公式计算：

X=a1+rcos（θ-α）；其中：α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线之间的夹角；

计算依据原理：

如图4所示，工作台6绕旋转中心5转动θ角后，工作台表面15与x轴的夹角等于θ，此时，在辅助装置轴线13与待加工孔轴线10所决定的平面上过钢球球心12的工作台表面平行线16与过钢球球心12且与x轴平行线14所形成的夹角也等于θ，此时，在钢球球心12与加工点8的连线、x轴平行线14和过加工点的机床主轴轴线的平行线17所围成的三角形中，角（θ-α）的邻边即为加工点相对于以钢球球心为原点的x轴坐标值为rcos（θ-α），则加工点相对于机床度坐标原点的x轴坐标值X值为a1+rcos（θ-α）；调节顶杆高度能够改变α角和r的数值，从而使计算简化。

Claims (1)

1.坐标镗床零件加工点坐标测量方法，其特征是：使用坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置(4)，用杠杆百分表测量工作台旋转前钢球球心和加工点的坐标，再结合三角函数计算工作台旋转后零件加工点的坐标；所述的坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置(4)包括钢球(1)、顶杆(2)和基座(3)；所述钢球(1)固定在顶杆(2)的顶端；所述顶杆(2)的下端与基座(3)螺纹连接；具体步骤如下：

1)首先将加工件(7)安装在工作台(6)上便于加工的合适位置；

2)安装坐标镗床零件加工点坐标测量辅助装置(4)在工作台(6)上，且使辅助装置轴线(13)垂直于工作台表面(15)，并使辅助装置轴线(13)与待加工孔轴线(10)的纵向投影相交；用杠杆百分表测出钢球球心(12)相对于机床坐标原点(20)的x轴、y轴坐标值，并记录为(O1，O2)；用杠杆百分表测出加工点(8)相对于机床坐标原点(20)的x轴、y轴坐标值，并记录为(O3，O4)；其中：加工点(8)为待加工孔轴线(10)与加工件表面的交点；所述机床坐标原点为机床主轴轴线与机床基座的交点；所述O1为工作台水平旋转前钢球球心的横坐标(23)；所述O2为工作台水平旋转前钢球球心的纵坐标(24)；所述O3为工作台水平旋转前加工点的横坐标(21)；O4为工作台水平旋转前加工点的纵坐标(22)；

3)由以下公式计算钢球球心(12)到加工点(8)之间的连线与x轴之间的夹角β(25)：β＝arctg(|o4-o2|÷|o3-o1|)其中：|o4-o2|÷|o3-o1|为o4与o2的差值的绝对值除以o3与o1差值的绝对值；

4)水平旋转工作台β角度，使待加工孔轴线(10)和辅助装置轴线(13)两线所在平面与x轴平行；

5)用杠杆百分表测出钢球球心(12)相对于机床坐标原点(20)的x轴、y轴和z轴坐标值，并记录为(a，b，c)；其中：a为工作台旋转β角后钢球球心的横坐标(27)；b为工作台旋转β角后钢球球心的纵坐标(28)；c为钢球球心相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

6)测量出以钢球球心(12)为坐标原点的加工点(8)的x轴坐标值Δa，则加工点的坐标为(a+Δa，b，c1)；其中Δa为加工点相对于钢球球心的水平长度(26)；c1为加工点相对于横纵坐标所决定的平面的高度；

7)工作台(6)绕旋转中心(5)纵向旋转θ角，其中：θ为待加工孔轴线(10)与机床主轴轴线(11)所夹的角；

8)用杠杆百分表测量钢球球心的x轴、y轴坐标值，并记录该点坐标为(a1、b)；其中：a1为钢球球心到Y轴的水平距离；

9)测量过钢球球心的x轴平行线与钢球球心到加工点之间连线所夹的角α；计算钢球球心到加工点两点之间的距离r(19)：

$r=\sqrt{\mathrm{\Δ}{a}^2+{|c-c1|}^2};$

10)加工点相对于机床坐标原点的x轴坐标值X通过如下公式计算：X＝a1+rcos(θ-α)；其中：α为钢球球心到加工点两点之间连线与工作台平行线之间的夹角。