CN115319196A - 一种铰孔加工控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种铰孔加工控制方法和装置，该方法包括：获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度；根据刀段直径和刀段长度，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；确定每个刀段的对应进给量，以生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表；根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工；响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。通过该方法，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。

Description

一种铰孔加工控制方法和装置

技术领域

本申请涉及孔加工控制技术领域，特别是涉及一种铰孔加工控制方法和装置。

背景技术

铰孔是铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和孔表面质量的方法。在铝合金制品上进行铰孔时，若采用一体成型的同轴多直径铰刀，能够将同一特征位置所有精孔（即同轴台阶孔）合并在一把刀具一次加工完成，相比于在同一特征位置上通过多个铰刀进行多次加工，效率更高，稳定性更好。

现有技术中，一方面，整个铰孔过程中，通常采用恒定的进给量。然而，对于变化的铰孔孔径而言，运行过程中的进给量过低，会影响铰孔效率；进给量过高，会严重影响铰孔质量。因此，当前技术无法兼顾加工效率和铰孔质量，特别是对于孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔。

另一方面，在使用新刀具或新工艺前，需要通过反复调试，以确定进给量参数，导致耗费大量的时间和人力，在经常更换新刀具或新工艺的试验线上，问题尤为突出。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种铰孔加工控制方法和装置，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

为实现上述目的，本申请提供的一种铰孔加工控制方法，所述铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀；所述铰刀包括对应台阶孔的多个孔径的多个刀段，所述多个刀段沿刀头至刀柄的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组；所述刀段组中，接近所述刀头的刀段为第一刀段，接近所述刀柄的刀段为第二刀段；所述方法包括：

获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度；

根据所述刀段直径和所述刀段长度，获取按所述刀段直径大小递增排序的刀段长度序列；根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；

在所述刀头端部的刀段组中，获取所述第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据所述第一刀段的刀段直径和所述第一对应进给量，以及所述第二刀段的刀段直径，确定所述第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的所述第二对应进给量；生成全部刀段的所述刀段直径与所述对应进给量一一对应的第二列表；

根据所述第一列表和所述第二列表，确定所述第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制所述铰刀在所述第一z轴坐标区间以所述目标进给量进行铰孔加工；

获取所述铰孔加工的实际进给量，响应于所述实际进给量与所述目标进给量的比值超过阈值，控制所述实际进给量降低。

进一步地，所述根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表的步骤，包括：

根据所述刀段长度序列，确定对应的第二z轴坐标区间序列；

按所述刀段直径长度递增的顺序，对所述第二z轴坐标区间序列中的多个第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值，以获得至少一个有效直径参数和对应的第一z轴坐标区间；

根据所述有效直径参数和所述第一z轴坐标区间，生成所述第一列表。

进一步地，所述铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定所述第二对应进给量：

其中，v_n+1为所述第二对应进给量，d_n+1为与v_n+1对应的刀段直径，v_n为同一刀段组中的所述第一对应进给量，d_n为与v_n对应的刀段直径。

更进一步地，所述方法还包括：

获取所述铰刀的刃数，根据所述刃数对所述第二对应进给量进行修正。

更进一步地，通过以下方式确定所述第二对应进给量：

其中，C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

进一步地，所述方法还包括：

获取所述第二刀段的刀刃的倒角度数，根据所述倒角度数对所述第二对应进给量进行修正。

更进一步地，通过以下方式确定所述第二对应进给量：

其中，A为倒角因子；响应于所述倒角度数θ满足0<θ<30°，所述倒角因子被配置为1.08；响应于所述倒角度数θ满足30°≤θ<60°，所述倒角因子被配置为1.04；响应于所述倒角度数θ满足60°≤θ<90°，所述倒角因子被配置为1。

进一步地，通过以下方式确定所述第二对应进给量：

其中，A为倒角因子；响应于所述倒角度数θ满足0<θ<30°，所述倒角因子被配置为1.08；响应于所述倒角度数θ满足30°≤θ<60°，所述倒角因子被配置为1.04；响应于所述倒角度数θ满足60°≤θ<90°，所述倒角因子被配置为1；C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

进一步地，所述铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定所述刀头端部的刀段组的第一对应进给量：

其中，v₁为d₁所述刀头端部的刀段组的第一对应进给量，d₁为对应的刀段直径，且30mm≤d₁≤90mm；C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

为实现上述目的，本申请还提供的一种铰孔加工控制装置，所述铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀；所述铰刀包括对应台阶孔的多个孔径的多个刀段，所述多个刀段沿刀头至刀柄的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组；所述刀段组中，接近所述刀头的刀段为第一刀段，接近所述刀柄的刀段为第二刀段；所述装置包括：

获取模块，用于获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度；

第一生成模块，用于根据所述刀段直径和所述刀段长度，获取按所述刀段直径大小递增排序的刀段长度序列；根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；

第二生成模块，用于在所述刀头端部的刀段组中，获取所述第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据所述第一刀段的刀段直径和所述第一对应进给量，以及所述第二刀段的刀段直径，确定所述第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的所述第二对应进给量；生成全部刀段的所述刀段直径与所述对应进给量一一对应的第二列表；

第一控制模块，用于根据所述第一列表和所述第二列表，确定所述第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制所述铰刀在所述第一z轴坐标区间以所述目标进给量进行铰孔加工；

第二控制模块，用于获取所述铰孔加工的实际进给量，响应于所述实际进给量与所述目标进给量的比值超过阈值，控制所述实际进给量降低。

本申请的一种铰孔加工控制方法和装置，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为根据本申请实施例的铰刀结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1的B-B剖面图；

图4为根据本申请实施例的铰孔加工控制方法流程图；

图5为根据本申请一实施例的铰刀刀段结构示意图；

图6为根据本申请另一实施例的铰刀刀段结构示意图；

图7为图1中的铰刀对应铰孔结构示意图；

图8为根据本申请实施例的生成第一列表的步骤流程图；

图9为根据本申请实施例的铰孔加工控制装置结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。“多个”应理解为两个或以上。

下面，将参考附图详细地说明本申请的实施例。

首先，需要说明的是，本申请实施例中，铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀。参考图1-3所示，该铰刀10可以包括刀体101和刀刃102，刀体101和刀刃102可以是焊接成型，也可以是一体成型。可以理解的是，该铰刀10的刀刃刃数可以是一个，也可以是多个，本申请对此不作具体限制；此外，铰刀10的材质可以是金刚石，也可以是钨钢，还可以是其他材质，本申请对此也不作具体限制。

参考图1所示，铰刀10包括对应台阶孔中的多个孔径的多个刀段（s₁、s₂、s₃和s₄），多个刀段沿刀头111至刀柄112的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组12；刀段组12中，接近刀头111的刀段为第一刀段121，接近刀柄112的刀段为第二刀段122。

实施例1

图4为根据本申请实施例的铰孔加工控制方法流程图，参考图4所示，该铰孔加工控制方法包括以下步骤：

在步骤201，获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度。

其中，每一个刀段的刀段直径和刀段长度可以输入为一个数组。在具体示例中，可以获取数组（d_n，h_n），其中每个数组中的第一个数组元素为刀段直径d_n，第二个数组元素为对应的刀段长度h_n，二者的长度单位统一。

需要说明的是，本申请中的刀段直径，是指该刀段在铰孔加工时形成的铰孔直径。具体地，参考图2所示，在刀体上未设置刀刃的部位，其大小为该部位的刀体直径；参考图3所示，在刀体上设有刀刃的部位，其大小为该部位的刀体直径与对应刀刃的径向长度之和。

在步骤202，根据刀段直径和刀段长度，获取按刀段直径大小递增排序的刀段长度序列；根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表。

需要说明的是，本申请中的有效直径参数是指，在铰孔加工过程中，正在起铰孔作用的至少一个刀段中的最大刀段直径。在铰孔加工时，采用与有效直径参数对应的进给量，是兼顾加工效率和铰孔质量的最优配置。

可以理解的是，由于铰孔是铰刀从工件孔壁上切除微量（如0.3毫米至2毫米）金属层，即铰孔前工件上已具有原始孔，因此，有可能发生较大直径的刀段已经开始铰孔，而较小直径的刀段还没有接触到孔壁的情况，也就是说，并非每个铰孔直径都一定是有效直径参数。

具体来说，若每个刀段组中的第一刀段的刀段长度均大于第二刀段的刀段长度，具体示例中，参考图5所示，h₁>h₂>h₃，则在铰孔加工过程中，从刀头至刀柄的所有刀段会依次进入铰孔状态，在这种情况下，上述有效直径参数为该铰刀的所有刀段直径；若铰刀存在“较长刀段”，其刀段长度大于等于其刀头侧的相邻的m个刀段的刀段直径之和，且小于其刀头侧的相邻的m+1个刀段的刀段直径之和，则该“较长刀段”会先于这m个刀段起到铰孔作用，在这种情况下，该m个刀段的刀段直径为非有效直径参数，即，有效直径参数不包括这m个刀段的刀段直径。具体示例中，参考图6所示，长度为h₄的刀段为上述“较长刀段”，h₄>h₃+h₂且h₄<h₃+h₂+h₁，则该刀段会先于长度为h₂和h₃的两个刀段起到铰孔作用，在这种情况下，有效直径参数仅为长度为h₁和h₄的刀段的直径，而不包括长度为h₂和h₃的两个刀段的直径。

上述可见，铰孔过程中的最优进给量取决于对应的有效直径参数，而铰刀的有效直径参数取决于从刀头至刀柄方向的刀段长度序列，即，按刀段直径长度递增排序的刀段长度序列。根据该刀段长度序列，并基于不同的有效直径参数对应不同的铰孔深度，能够生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表。

需要说明的是，在本申请实施例中，关于第一z轴坐标区间对应的z轴，参考图7所示，以该铰孔30的上端面31处为原点O，以进入铰孔加工方向为z轴正方向。

本申请的实施例中，根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表的步骤，还可以包括图8所示的子步骤：

在步骤401，根据刀段长度序列，确定对应的第二z轴坐标区间序列。

需要说明的是，对于刀头端部刀段来说，第二z轴坐标区间是指，铰刀从孔口运行至孔底的z轴坐标区间，即a₁为

；对于其他刀段来说，第二z轴坐标区间是指，该刀段参与有效铰孔时，铰刀所处的z轴坐标区间，即a_m为

，其中m=2，3，…，n，且t为孔壁余量。由此可以得到第二z轴坐标区间序列（a₁，a₂，…，a_n）。

在步骤402，按刀段直径长度递增的顺序，对第二z轴坐标区间序列中的多个第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值，以获得至少一个有效直径参数和对应的第一z轴坐标区间。

具体地，对（a₁，a₂，…，a_n）中的第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值。即，对第二z轴坐标区间a₁，直径参数赋值为d₁；对第二z轴坐标区间a_m，直径参数赋值为d_m。需要说明的是，由于每个第二z轴坐标区间与相邻的第二z轴坐标区间，甚至与相邻的连续几个第二z轴坐标区间，都存在区间重叠，因此重叠区间会经过两次赋值、甚至多次赋值。对于重叠区间，对其的最后一次赋值为其直径参数的最终赋值。对于整个铰刀来说，最终对应的直径参数赋值即为有效直径参数；而非有效直径参数的刀段直径所对应的刀段，在进行铰孔时不是当时参与铰孔的直径最大的刀段，后续设置对应进给量时将不予考虑。

在步骤403，根据有效直径参数和第一z轴坐标区间，生成第一列表。

具体地，对于整个铰刀来说，在其整个铰孔长度（即所有刀段的长度之和）对应的z轴坐标区间中，根据有效直径参数可以确定对应的至少一个第一z轴坐标区间，即有几个有效直径参数就确定几个相应的第一z轴坐标区间，并生成有效直径参数与第一z轴坐标区间一一对应的第一列表。

在步骤203，在刀头端部的刀段组中，获取第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据第一刀段的刀段直径和第一对应进给量，以及第二刀段的刀段直径，确定第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的第二对应进给量；生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表。

具体来说，在不考虑其他刀段同轴转动的情况下，对于每个刀段来说，可以根据刀段直径，获取加工效率和铰孔效果最佳的对应进给量。采用该对应进给量，能够在确保铰孔质量的前提下，使加工效率达到最高。该步骤的目的就在于，依次获取全部刀段的对应进给量。

具体地，从刀头端部的刀段组开始，确定其第二刀段的第二对应进给量，而该第二对应进给量为相邻的刀段组中的第一刀段的第一对应进给量。然后，再以该相邻的刀段组为对象，根据其第一刀段的刀段直径和第一对应进给量，以及其第二刀段的刀段直径，获取其第二对应进给量，以此类推，可以获取全部刀段的对应进给量，并生成第二列表。

本申请的实施例中，铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定刀头端部的刀段组的第一对应进给量：

（1）

其中，v₁为刀头端部的刀段组的第一对应进给量，d₁为对应的刀段直径，且30mm≤d₁≤90mm；C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

也就是说，当铰孔加工的工件材质为铝合金时，可以对30mm-90mm之间的刀头端部刀段直径d₁，通过公式（1）获取刀头端部的刀段组的第一对应进给量v₁。在一定范围内，刀头端部刀段直径d₁越大，其对应进给量v₁越小。

本申请的实施例中，铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定第二对应进给量：

（2）

其中，v_n+1为第二对应进给量，d_n+1为与v_n+1对应的刀段直径，v_n为同一刀段组中的第一对应进给量，d_n为与v_n对应的刀段直径。

也就是说，在一个刀段组中，可以根据第一刀段的第一对应进给量v_n、第一刀段的刀段直径d_n和第二刀段的刀段直径d_n+1，通过公式（2）确定第二刀段的第二对应进给量v_n+1。在第一对应进给量v_n和第一刀段的刀段直径d_n确定的情况下，第二刀段的刀段直径d_n+1越大，第二对应进给量v_n+1越小。

进一步地，该方法还包括：获取铰刀的刃数，根据刃数对第二对应进给量进行修正。

具体地，常用的铰刀的刃数为2刃、3刃和4刃，刀段直径和刀段长度确定时，采用较多刃数的铰刀，可以实现更高的对应进给量，相比之下，采用较少刃数的铰刀，若设置相同的进给量，无法保证尺寸精度和孔表面质量。因此，根据刃数对第二对应进给量进行修正，能够在确保铰孔质量的前提下，进一步提高铰孔加工效率。

更进一步地，通过以下方式确定第二对应进给量：

（3）

公式（3）中，C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

本申请的实施例中，该方法还包括：获取第二刀段的刀刃的倒角度数，根据倒角度数对第二对应进给量进行修正。

具体地，有的刀段上设有倒角，例如参考图1所示，该铰刀的第四刀段上设有30°倒角θ。在刀段直径和刀段长度确定的情况下，刀段的刀刃上具有倒角时，有助于实现较高的对应进给量。因此，根据倒角度数对第二对应进给量进行修正，能够在确保铰孔质量的前提下，进一步提高铰孔加工效率。

进一步地，通过以下方式确定第二对应进给量：

（4）

其中，A为倒角因子；响应于倒角度数θ满足0<θ<30°，倒角因子被配置为1.08；响应于倒角度数θ满足30°≤θ<60°，倒角因子被配置为1.04；响应于倒角度数θ满足60°≤θ<90°，倒角因子被配置为1。

具体地，在刀段直径和刀段长度确定的情况下，刀刃上的倒角度数处于不同的范围时，对应不同的倒角因子，可以具有不同的对应进给量。因此，根据倒角度数区间通过公式（4）对第二对应进给量进行修正，能够在确保铰孔质量的前提下，进一步提高铰孔加工效率。

本申请的实施例中，可以通过以下方式确定第二对应进给量：

（5）

公式（5）中，A为倒角因子；响应于倒角度数θ满足0<θ<30°，倒角因子被配置为1.08；响应于倒角度数θ满足30°≤θ<60°，倒角因子被配置为1.04；响应于倒角度数θ满足60°≤θ<90°，倒角因子被配置为1。C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

也就是说，可以通过公式（5），根据倒角因子A和刃数因子C同时对公式（2）进行修正，从而能够在确保铰孔质量的前提下，进一步提高铰孔加工效率。

在步骤204，根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工。

具体地，由于有效直径参数为部分或全部的刀段直径，因此，可以根据第一列表中的有效直径参数与第一z轴坐标区间的一一对应关系，并通过第二列表结合第一列表，获取有效直径参数与对应进给量的一一对应关系，以此来确定第一z轴坐标区间与目标进给量之间的一一对应关系。而后，控制铰刀运行至第一z轴坐标区间时，采用相应的目标进给量进行铰孔加工。由此，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

在步骤205，获取铰孔加工的实际进给量，响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。

具体地，在加工过程中，获取实际进给量，当实际进给量与目标进给量的比值超过阈值（如110%）时，对实际进给量进行调整，具体示例中，可以将实际进给量降低至目标进给量。

根据本申请实施例的铰孔加工控制方法，通过获取每一个刀段的刀段直径和与直径对应的刀段长度，并根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表，以及确定所有刀段的对应进给量，并生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表，而后根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工，以及响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。由此，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

下面通过一个具体实施例对本申请作进一步解释和说明。

在该具体实施例中，为在铝合金工件（其材质的硬度为60-70HBW）上实现预设铰孔（孔壁余量为0.4mm），设计有如图1所示的四刃铰刀，该铰刀共有四个刀段s₁、s₂、s₃和s₄。首先输入每个刀段的直径和长度（单位均为mm），使得获取4个数组（d_n，h_n），分别为：（30.0，137.3）、（36.5，11.9）、（77.8，19.6）和（86.3，16.6）。

然后，根据上述4个数组，可以确定刀段长度序列（h₁，h₂，h₃，h₄）=（137.3，11.9，19.6，16.6），并根据

和

，其中m=2，3，…，n，且t=0.4mm，得到第二z轴坐标区间序列（a₁，a₂，a₃，a₄）=（[0，185.3]、[173.1，185.3]、[165.3，185.3]、[168.3，185.3]）。而后，对（a₁，a₂，a₃，a₄）中的第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值d₁、d₂、d₃、d₄，生成有效直径参数D_n和第一z轴坐标区间b_n一一对应的第一列表，如表1所示。

表1

另外，根据公式（1）确定第一刀段的d₁对应进给量v₁=247.5mm/min。基于该铰刀的刃数为4刃，得到刃数因子C=1.1，并基于第四刀段上设有30°倒角，而其他刀段上未设有倒角，得到倒角因子A₁=A₂=A₃=1，A₄=1.04。而后根据公式（5）获取全部刀段的刀段直径与对应进给量，生成第二列表，如表2所示。

表2

之后，根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间b_n对应的目标进给量v_n，如表3所示。

表3

此后，即可控制该铰刀在第一z轴坐标区间b_n以目标进给量v_n进行铰孔加工。

铰孔加工本实施例中的台阶孔，若采用传统方式，以台阶孔的最大孔径（86.3mm）所对应的进给量进行整个铰孔加工，每个孔的加工时长为120s，而若采用本实施例的铰孔加工控制方法，每个孔的加工时长仅为52s，节省工时56.4%，显著提高了铰孔加工效率，且能够保证铰孔质量，还不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。

综上所述，通过获取每一个刀段的刀段直径和与直径对应的刀段长度，并根据刀段直径和刀段长度，获取按刀段直径大小递增排序的刀段长度序列，以及根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表，并在刀头端部的刀段组中，获取第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据第一刀段的刀段直径和第一对应进给量，以及第二刀段的刀段直径，确定第二刀段的刀段直径的第二对应进给量，以此类推，确定其他刀段组的第二对应进给量，并生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表，而后根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工，以及通过获取铰孔加工的实际进给量，响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。由此，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

实施例2

图9为根据本申请实施例的铰孔加工控制装置结构示意图。该铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀；铰刀包括对应台阶孔的多个孔径的多个刀段，多个刀段沿刀头至刀柄的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组；刀段组中，接近刀头的刀段为第一刀段，接近刀柄的刀段为第二刀段。参考图9所示，该铰孔加工控制装置50包括获取模块51、第一生成模块52、第二生成模块53、第一控制模块54和第二控制模块55。

其中，获取模块51，用于获取每一个刀段的刀段直径和与直径对应的刀段长度；第一生成模块52，用于根据刀段直径和刀段长度，获取按刀段直径大小递增排序的刀段长度序列，根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；第二生成模块53，用于在刀头端部的刀段组中，获取第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据第一刀段的刀段直径和第一对应进给量，以及第二刀段的刀段直径，确定第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的第二对应进给量；生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表；第一控制模块54，用于根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工；第二控制模块55，用于获取铰孔加工的实际进给量，响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。

本申请实施例中，第一生成模块52，具体用于：根据刀段长度序列，确定对应的第二z轴坐标区间序列；按刀段直径长度递增的顺序，对第二z轴坐标区间序列中的多个第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值，以获得至少一个有效直径参数和对应的第一z轴坐标区间；根据有效直径参数和第一z轴坐标区间，生成第一列表。

本申请实施例中，铰孔加工的工件材质为铝合金；第二生成模块53具体用于，通过以下方式确定第二对应进给量：

其中，v_n+1为第二对应进给量，d_n+1为与v_n+1对应的刀段直径，v_n为同一刀段组中的第一对应进给量，d_n为与v_n对应的刀段直径。

进一步地，第二生成模块53，具体用于：获取铰刀的刃数，根据刃数对第二对应进给量进行修正。

更进一步地，第二生成模块53具体用于，通过以下方式确定第二对应进给量：

其中，C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

本申请实施例中，第二生成模块53，具体用于：获取第二刀段的刀刃的倒角度数，根据倒角度数对第二对应进给量进行修正。

进一步地，第二生成模块53具体用于，通过以下方式确定第二对应进给量：

其中，A为倒角因子；响应于倒角度数θ满足0<θ<30°，倒角因子被配置为1.08；响应于倒角度数θ满足30°≤θ<60°，倒角因子被配置为1.04；响应于倒角度数θ满足60°≤θ<90°，倒角因子被配置为1。

本申请的实施例中，第二生成模块53具体用于，通过以下方式确定第二对应进给量：

其中，C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

本申请实施例中，铰孔加工的工件材质为铝合金；第二生成模块53具体用于，通过以下方式确定刀头端部的刀段组的第一对应进给量：

其中，v₁为刀头端部的刀段组的第一对应进给量，d₁为对应的刀段直径，且30mm≤d₁≤90mm；C为刃数因子；响应于刃数为2，刃数因子被配置为1；响应于刃数为3，刃数因子被配置为1.05；响应于刃数为4，刃数因子被配置为1.1。

需要说明的是，上述实施例中对铰孔加工控制方法的解释说明，同样适用于该铰孔加工控制装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例的铰孔加工控制装置，通过获取模块获取每一个刀段的刀段直径和与直径对应的刀段长度，并通过第一生成模块根据刀段直径和刀段长度，获取按刀段直径大小递增排序的刀段长度序列，根据刀段长度序列，生成铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表，以及通过第二生成模块在刀头端部的刀段组中，获取第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据第一刀段的刀段直径和第一对应进给量，以及第二刀段的刀段直径，确定第二刀段的刀段直径的第二对应进给量，以此类推，确定其他刀段组的第二对应进给量；生成全部刀段的刀段直径与对应进给量一一对应的第二列表，并通过第一控制模块，用于根据第一列表和第二列表，确定第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制铰刀在第一z轴坐标区间以目标进给量进行铰孔加工，以及通过第二控制模块获取铰孔加工的实际进给量，响应于实际进给量与目标进给量的比值超过阈值，控制实际进给量降低。由此，不仅能够兼顾台阶孔的铰孔加工效率和铰孔质量，而且在使用新刀具或新工艺前，输入相关参数即可自动进入优质的运行状态，而不需要反复调试，节省了大量的时间和人力。对于在试验线上铰孔加工孔径差别大、细孔孔深长的台阶孔，效果尤为显著。

本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铰孔加工控制方法，其特征在于，所述铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀；所述铰刀包括对应台阶孔的多个孔径的多个刀段，所述多个刀段沿刀头至刀柄的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组；所述刀段组中，接近所述刀头的刀段为第一刀段，接近所述刀柄的刀段为第二刀段；所述方法包括：

获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度；

根据所述刀段直径和所述刀段长度，获取按所述刀段直径大小递增排序的刀段长度序列；根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；

在所述刀头端部的刀段组中，获取所述第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据所述第一刀段的刀段直径和所述第一对应进给量，以及所述第二刀段的刀段直径，确定所述第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的所述第二对应进给量；生成全部刀段的所述刀段直径与所述对应进给量一一对应的第二列表；

根据所述第一列表和所述第二列表，确定所述第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制所述铰刀在所述第一z轴坐标区间以所述目标进给量进行铰孔加工；

获取所述铰孔加工的实际进给量，响应于所述实际进给量与所述目标进给量的比值超过阈值，控制所述实际进给量降低。

2.根据权利要求1所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，所述根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表的步骤，包括：

根据所述刀段长度序列，确定对应的第二z轴坐标区间序列；

按所述刀段直径长度递增的顺序，对所述第二z轴坐标区间序列中的多个第二z轴坐标区间依次进行直径参数赋值，以获得至少一个有效直径参数和对应的第一z轴坐标区间；

根据所述有效直径参数和所述第一z轴坐标区间，生成所述第一列表。

3.根据权利要求1所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，所述铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定所述第二对应进给量：

其中，v_n+1为所述第二对应进给量，d_n+1为与v_n+1对应的刀段直径，v_n为同一刀段组中的所述第一对应进给量，d_n为与v_n对应的刀段直径。

4.根据权利要求3所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述铰刀的刃数，根据所述刃数对所述第二对应进给量进行修正。

5.根据权利要求4所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，通过以下方式确定所述修正后的第二对应进给量：

其中，C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

6.根据权利要求3所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述第二刀段的刀刃的倒角度数，根据所述倒角度数对所述第二对应进给量进行修正。

7.根据权利要求6所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，通过以下方式确定所述修正后的第二对应进给量：

其中，A为倒角因子；响应于所述倒角度数θ满足0<θ<30°，所述倒角因子被配置为1.08；响应于所述倒角度数θ满足30°≤θ<60°，所述倒角因子被配置为1.04；响应于所述倒角度数θ满足60°≤θ<90°，所述倒角因子被配置为1。

8.根据权利要求6所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，通过以下方式确定所述修正后的第二对应进给量：

其中，A为倒角因子；响应于所述倒角度数θ满足0<θ<30°，所述倒角因子被配置为1.08；响应于所述倒角度数θ满足30°≤θ<60°，所述倒角因子被配置为1.04；响应于所述倒角度数θ满足60°≤θ<90°，所述倒角因子被配置为1；C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

9.根据权利要求1所述的铰孔加工控制方法，其特征在于，所述铰孔加工的工件材质为铝合金；通过以下方式确定所述刀头端部的刀段组的第一对应进给量：

其中，v₁为所述刀头端部的刀段组的第一对应进给量，d₁为对应的刀段直径，且30mm≤d₁≤90mm；C为刃数因子；响应于所述刃数为2，所述刃数因子被配置为1；响应于所述刃数为3，所述刃数因子被配置为1.05；响应于所述刃数为4，所述刃数因子被配置为1.1。

10.一种铰孔加工控制装置，其特征在于，所述铰孔加工采用一体同轴的多直径铰刀；所述铰刀包括对应台阶孔的多个孔径的多个刀段，所述多个刀段沿刀头至刀柄的方向，直径依次增大；相邻的两个刀段构成一个刀段组；所述刀段组中，接近所述刀头的刀段为第一刀段，接近所述刀柄的刀段为第二刀段；所述装置包括：

获取模块，用于获取每一个刀段的刀段直径和对应的刀段长度；

第一生成模块，用于根据所述刀段直径和所述刀段长度，获取按所述刀段直径大小递增排序的刀段长度序列；根据所述刀段长度序列，生成所述铰刀所处的第一z轴坐标区间与有效直径参数一一对应的第一列表；

第二生成模块，用于在所述刀头端部的刀段组中，获取所述第一刀段的刀段直径的第一对应进给量，根据所述第一刀段的刀段直径和所述第一对应进给量，以及所述第二刀段的刀段直径，确定所述第二刀段的刀段直径的第二对应进给量；以此类推，确定其他刀段组的所述第二对应进给量；生成全部刀段的所述刀段直径与所述对应进给量一一对应的第二列表；

第一控制模块，用于根据所述第一列表和所述第二列表，确定所述第一z轴坐标区间对应的目标进给量，并控制所述铰刀在所述第一z轴坐标区间以所述目标进给量进行铰孔加工；

第二控制模块，用于获取所述铰孔加工的实际进给量，响应于所述实际进给量与所述目标进给量的比值超过阈值，控制所述实际进给量降低。

Images