專(zhuān)利名稱(chēng)：大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法及工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重型機(jī)械加工技術(shù)，具體涉及一種大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法及裝置。
背景技術(shù)：
螺旋槽是在圓柱表面上，沿著螺旋線所形成的凹槽。大導(dǎo)程螺旋槽，例如螺旋角為
0.65224°左旋螺旋槽，導(dǎo)程L= 130148mm，這種大導(dǎo)程的螺旋線的形狀近似于直線，普通的測(cè)量方式無(wú)法應(yīng)用。以往的該類(lèi)螺旋槽的測(cè)量曾經(jīng)采用專(zhuān)門(mén)的工裝，在螺旋槽加工完成后測(cè)量其螺旋角的線值，如果測(cè)量值在螺旋角的誤差范圍內(nèi)則認(rèn)為該螺旋槽加工合格。但該測(cè)量方式存在的問(wèn)題是，I.需要設(shè)置表架、底座、測(cè)量塊、曲柄等多件工裝，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 工裝成本較高；2.僅能測(cè)量?jī)蓚€(gè)選定位置的誤差數(shù)據(jù)，不能判斷螺旋槽的實(shí)際位置精度是否與設(shè)計(jì)圖紙要求精度相符合；3.由于工裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由工裝本身產(chǎn)生的誤差會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生影響。因此該類(lèi)螺旋槽的精度測(cè)量還是一大技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種測(cè)量精度高的大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，該方法操作簡(jiǎn)便，具有通用性，且可以根據(jù)測(cè)量值來(lái)調(diào)整加工誤差，解決大導(dǎo)程螺旋槽加工時(shí)無(wú)法測(cè)量其加工精度的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，包括以下步驟步驟1，沿工件的螺旋槽軸線方向選取測(cè)量平面；根據(jù)螺旋槽的尺寸確定測(cè)量鋼球直徑；步驟2，將工件的螺旋槽繪制成三維立體圖，結(jié)合CAD軟件得到每個(gè)測(cè)量平面處鋼球所需測(cè)量的理論坐標(biāo)值；步驟3，將磁吸塊吸附在被測(cè)工件上，用鋼球分別與磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面相接觸，鋼球的球心位置處于測(cè)量平面上，在機(jī)床上用百分表測(cè)量出鋼球在該位置的實(shí)測(cè)坐標(biāo)值，然后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與理論坐標(biāo)值進(jìn)行比較，即可得出螺旋槽在該測(cè)量位置的精度；步驟4，重復(fù)步驟3將步驟I中所選取的各個(gè)測(cè)量平面進(jìn)行測(cè)量。所述步驟I中選取的測(cè)量平面與螺旋槽的軸線垂直。所述鋼球的曲率大于螺旋槽的螺旋線曲率。所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊。所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊和/或吸附于工件上并伸入到工件螺旋槽中的第二磁吸塊。所述第二磁吸塊包括磁性吸附體，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板。所述理論坐標(biāo)值或?qū)崪y(cè)坐標(biāo)值包括橫向、縱向以及垂直三個(gè)方向的值。
大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量工裝，包括吸附于工件上的磁吸塊；以及與工件螺旋槽螺旋面和磁吸塊側(cè)面進(jìn)行接觸的鋼球；以及測(cè)量鋼球坐標(biāo)值的百分表。所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊和/或吸附于工件上并伸入到工件螺旋槽中的第二磁吸塊。 所述第二磁吸塊包括磁性吸附體，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板。采用了上述方案，本發(fā)明應(yīng)用于螺旋槽加工完成后測(cè)量螺旋槽的實(shí)際加工精度數(shù)據(jù)，以判斷螺旋槽的加工質(zhì)量是否滿(mǎn)足圖紙要求，也可應(yīng)用于螺旋槽加工過(guò)程中修正加工誤差，即在螺旋槽留有加工余量的情況下進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量得出的誤差值調(diào)整刀具的補(bǔ)償量，由此來(lái)控制螺旋槽的實(shí)際加工精度。加工出合格的螺旋槽。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量工具簡(jiǎn)單；工裝成本較低；可以在加工過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)修正加工誤差；可以精確的保證實(shí)際加工零件與圖紙要求相符。因此，本發(fā)明具有測(cè)量工具簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，測(cè)量方法簡(jiǎn)便，測(cè)量精度高，效果顯而易見(jiàn)等特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明選擇三個(gè)平面對(duì)螺旋槽進(jìn)行測(cè)量的平面示意圖；圖2為圖I的立體示意圖；圖3為沿圖I中A— A線(測(cè)量A— A平面)的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖4為沿圖I中B— B線(測(cè)量B— B平面)的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖5為沿圖I中C一C線(測(cè)量C一C平面)的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明方法的實(shí)施例的示意圖；圖I為沿圖6中Al—Al線(測(cè)量Al—Al平面)的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖8為沿圖6中BI—BI線(測(cè)量BI—BI平面)的剖面結(jié)構(gòu)具體實(shí)施例方式參照?qǐng)DI至圖5，本發(fā)明的大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，包括以下步驟步驟1，沿工件10的螺旋槽軸線方向選取測(cè)量平面，選取的各個(gè)測(cè)量平面需與螺旋槽的軸線LI垂直。位置的選取主要根據(jù)螺旋槽11的長(zhǎng)度和零件的剛性來(lái)確定，零件剛性較好，考慮每?jī)蓚€(gè)測(cè)量平面的間隔在Im — I. 5m之間，如果零件剛性較差，如細(xì)長(zhǎng)形零件，則考慮在螺旋槽11中部增加測(cè)量平面數(shù)量，且測(cè)量平面的位置以均勻選取較為適宜，以確保螺旋槽的測(cè)量精度。圖I和圖2中共沿螺旋槽的軸線方向選取了 3個(gè)測(cè)量平面位置，使測(cè)量鋼球20的球心位于各個(gè)測(cè)量平面上，測(cè)量平面A-A選取在螺旋槽中部，由于零件上沒(méi)有適宜直接定位鋼球的結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)所測(cè)量螺旋槽的截面形狀定制一個(gè)第二磁吸塊31，便于在螺旋槽軸線方向上固定第二磁吸塊。該第二磁吸塊可以應(yīng)用于任意的測(cè)量平面位置，是一種通用的測(cè)量工裝。因此測(cè)量平面理論上可以任意選取。測(cè)量平面B-B和C-C分別選擇在了螺旋槽的兩端部，由于零件兩端面與螺旋槽軸線垂直，因此可以簡(jiǎn)化的第一磁吸30塊直接吸附在兩端面上，便于根據(jù)車(chē)間具體工裝情況就地取材。根據(jù)螺旋槽的尺寸確定測(cè)量鋼球直徑，對(duì)于鋼球的要求，考慮因素一主要是螺旋槽尺寸，要求鋼球可以放進(jìn)螺旋槽內(nèi)，且保證與含所需測(cè)量的螺旋面在內(nèi)的三個(gè)面相接觸，二是鋼球的曲率大于螺旋線的曲率，保證螺旋槽側(cè)面與鋼球相接觸時(shí)為點(diǎn)接觸。由曲率的定義可知直線的曲率為零，而大導(dǎo)程螺旋槽近似于直線，因此其曲率半徑也趨近于零，而鋼球任一點(diǎn)的曲率為1/R (其中R為鋼球半徑)；三是鋼球大小應(yīng)便于測(cè)量，曲率越小鋼球的體積越大，測(cè)量也越不方便，而鋼球的曲率越大，操作性也越差；因此在滿(mǎn)足因素一和因素二的前提下，本發(fā)明中鋼球直徑的優(yōu)選值為IOmm—30mm。步驟2，將工件的螺旋槽繪制成三維立體圖，結(jié)合CAD軟件得到每個(gè)測(cè)量平面處鋼球所需測(cè)量的坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值為測(cè)量位置的理論值。在圖I至圖5中，示意出了測(cè)量平面A-A、B-B和C-C的起始平面X (橫向)、Y (縱向)、Z (垂直方向)，以便于計(jì)算各測(cè)量平面的坐標(biāo)值。步驟3，將磁吸塊吸附在被測(cè)工件上，用一個(gè)鋼球分別與磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面相接觸，鋼球的球心位置處于測(cè)量平面上。將第一磁吸塊分別吸附在工件的端部，使 第一磁吸塊分別位于B-B和C-C測(cè)量平面附近，以及將第二磁吸塊吸附在工件的中間位置，使第二磁吸塊位于A-A測(cè)量平面附近，這樣，確保鋼球能分別與各個(gè)磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面進(jìn)行接觸。對(duì)于第一磁吸塊的結(jié)構(gòu)要求較為簡(jiǎn)單，其外形大致為矩形即可。但對(duì)于第二磁吸塊31，由于螺旋槽本身的特殊結(jié)構(gòu)，根據(jù)螺旋槽的截面形狀制作成第二磁吸塊31，該第二磁吸塊31與所測(cè)量的兩螺旋面均留有間隙，間隙值小于鋼球的半徑，以保證鋼球能夠與第二磁吸塊31以及螺旋槽的螺旋面相接觸，該第二磁吸塊31可固定于螺旋槽軸線方向上任意位置。因此為了測(cè)量需要，第二磁吸塊31包括磁性吸附體32，磁性吸附體用于吸附在工件上，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板33，靠板33用于和鋼球進(jìn)行接觸。當(dāng)鋼球和磁吸塊滿(mǎn)足以上要求，并且將鋼球和磁吸塊按照前述方法裝配在工件上時(shí)，即確保鋼球分別與各個(gè)磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面進(jìn)行接觸后，機(jī)床上用百分表測(cè)量出鋼球在該位置的實(shí)測(cè)坐標(biāo)值，然后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與理論坐標(biāo)值進(jìn)行比較，即可得出螺旋槽在該測(cè)量位置的精度。步驟4，重復(fù)步驟3將步驟I中所選取的各個(gè)測(cè)量平面進(jìn)行測(cè)量。理論坐標(biāo)值或?qū)崪y(cè)坐標(biāo)值包括橫向、縱向以及垂直三個(gè)方向的值。在圖I至圖5中，示意出了測(cè)量平面A-A、B-B和C-C的起始平面X (橫向)、Y (縱向)、Z (垂直方向)，以便于計(jì)算各測(cè)量平面的坐標(biāo)值。圖3至圖5是根據(jù)圖I測(cè)量位置所需測(cè)量的數(shù)據(jù)示意圖。測(cè)量平面A-A，B-B，C_C分別需要給出的3組理論數(shù)據(jù)分別為(Xa，Ya, Za)，(Xb, Yb, Zb) (Xe, Yc, Zc);測(cè)量后得到的3 組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別為(Xa, Ya1, Za1)，(Xb, Yb1, Zb1) (Xe, Yc1, Zc1);其中 Xa, Ya, Za 的理論值與測(cè)量值是相同的，即在測(cè)量時(shí)需調(diào)整至與理論值一致，才能確保實(shí)測(cè)時(shí)的測(cè)量平面與理論值所選的測(cè)量平面一致。通過(guò)比較(Ya，Za) %(Ya1, Za1), (Yb, Zb)與(Yb1, Zb1)、(Yc，Zc)與(Yc1, Zc1)的數(shù)據(jù)就能判斷出3個(gè)測(cè)量位置的誤差大小及誤差方向。下面以具有大導(dǎo)程螺旋槽的刀座為例對(duì)上述方法作進(jìn)一步說(shuō)明對(duì)照?qǐng)D6至圖8，該實(shí)施例中以刀座長(zhǎng)度LO為1400mm，螺旋角為￠=0. 65224°左旋，導(dǎo)程L=130148mm的螺旋槽為例。
其測(cè)量方法，依次按以下步驟進(jìn)行首先選取測(cè)量平面的數(shù)量和位置,如圖6所示該螺旋槽全長(zhǎng)LO為1400mm,其中使用長(zhǎng)度最大為1300mm，加工時(shí)刀座安裝于滾筒軸40上，滾筒軸的直徑為460mm，該零件剛性較好，因此只需在首尾選擇兩個(gè)測(cè)量平面即可。由于螺旋槽的軸線與滾筒軸的軸線相重合，因此測(cè)量平面與滾筒軸的軸線垂直。確定磁吸塊的結(jié)構(gòu)由于刀座兩端面與螺旋槽軸線垂直，所以磁吸塊選擇可直接吸附于刀座的兩端上的第一磁吸塊即可。刀座端面與滾筒軸槽的內(nèi)端面的間隙為30X 190X約110mm，因此第一磁吸塊需要能放置到該間隙內(nèi)，且大于螺旋槽截面的相關(guān)尺寸，因此磁吸塊的尺寸長(zhǎng)X寬X厚選擇范圍以68<長(zhǎng)< 190，鋼球直徑<寬< 110mm，0<厚< 30為最佳，可以考慮選取長(zhǎng)X寬X厚=130X80X 20mm的第一磁吸塊。確定測(cè)量鋼球直徑首先需保證鋼球能放到螺旋槽內(nèi)，以測(cè)量2°螺旋面為例，鋼球直徑需要小于約56mm ;另外在測(cè)量時(shí)需保證鋼球最外側(cè)與3個(gè)面相接觸，其中一個(gè)面為 磁吸塊平面，另外兩個(gè)均為螺旋面。而底面螺旋面的臺(tái)階高度為15_，因此保證鋼球最外側(cè)與底部螺旋面接觸，鋼球的半徑需小于15mm，考慮到鋼球的曲率需方便測(cè)量和取材，因此鋼球的直徑選定為20mm，該鋼球的任一點(diǎn)的曲率為1/10。根據(jù)所選定的測(cè)量鋼球直徑和第一磁吸塊的吸附位置可以確定，兩個(gè)測(cè)量平面的位置分別在位于距離刀座兩端面內(nèi)側(cè)IOmm處。利用繪圖軟件得出測(cè)量平面處理論值(Xa，Ya, Za)，(Xb, Yb, Zb)。按圖7和圖8所示，加工出螺旋槽后根據(jù)本發(fā)明方法得出測(cè)量平面處的實(shí)測(cè)值(Xa, Ya11Za1), (Xb1Yb11Zb1)0將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比即可得出測(cè)量點(diǎn)的加工誤差值。實(shí)際加工中分別在螺旋槽單邊余量為3mm, Imm, 0. 3mm, 0. Imm和成品時(shí)應(yīng)用此方法進(jìn)行測(cè)量,并在每次測(cè)量后對(duì)存在誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償。在實(shí)際加工中采用上述實(shí)施方式完成零件的加工及測(cè)量后，實(shí)際測(cè)量點(diǎn)的誤差均在要求精度內(nèi)，保證了零件的精度要求，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的初衷。另外，本發(fā)明還提供了一種大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量工裝，以及吸附于工件上的磁吸塊；以及與工件螺旋槽螺旋面和磁吸塊側(cè)面進(jìn)行接觸的鋼球20 ;以及測(cè)量鋼球坐標(biāo)值的百分表(圖中未示出)。所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊30和/或吸附于工件上并伸入到工件螺旋槽中的第二磁吸塊31。所述第二磁吸塊包括磁性吸附體32，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板33。
權(quán)利要求
1.大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，沿工件的螺旋槽軸線方向選取測(cè)量平面，根據(jù)螺旋槽的尺寸確定測(cè)量鋼球直徑; 步驟2，將工件的螺旋槽繪制成三維立體圖，結(jié)合CAD軟件得到每個(gè)測(cè)量平面處鋼球所需測(cè)量的理論坐標(biāo)值； 步驟3，將磁吸塊吸附在被測(cè)工件上，用鋼球分別與磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面相接觸，鋼球的球心位置處于測(cè)量平面上，在機(jī)床上用百分表測(cè)量出鋼球在該位置的實(shí)測(cè)坐標(biāo)值，然后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與理論坐標(biāo)值進(jìn)行比較，即可得出螺旋槽在該測(cè)量位置的精度； 步驟4，重復(fù)步驟3將步驟I中所選取的各個(gè)測(cè)量平面進(jìn)行測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟I中選取的測(cè)量平面與螺旋槽的軸線垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，所述鋼球的曲率大于螺旋槽的螺旋線曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊和/或吸附于工件上并伸入到工件螺旋槽中的第二磁吸塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，所述第二磁吸塊包括磁性吸附體，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，其特征在于，所述理論坐標(biāo)值或?qū)崪y(cè)坐標(biāo)值包括橫向、縱向以及垂直三個(gè)方向的值。
7.一種大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量工裝，其特征在于，包括 吸附于工件上的磁吸塊；以及 與工件螺旋槽螺旋面和磁吸塊側(cè)面進(jìn)行接觸的鋼球；以及 測(cè)量鋼球坐標(biāo)值的百分表。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量工裝，其特征在于，所述磁吸塊包括吸附于工件端部的第一磁吸塊和/或吸附于工件上并伸入到工件螺旋槽中的第二磁吸塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量工裝，其特征在于，所述第二磁吸塊包括磁性吸附體，在磁性吸附體的中部設(shè)有伸入到螺旋槽中的靠板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大導(dǎo)程螺旋槽加工精度的測(cè)量方法，包括沿工件的螺旋槽軸線方向選取測(cè)量平面；根據(jù)螺旋槽截面確定測(cè)量鋼球直徑；將工件的螺旋槽繪制成三維立體圖，結(jié)合CAD軟件得到每個(gè)測(cè)量平面處鋼球所需測(cè)量的理論坐標(biāo)值；將磁吸塊吸附在被測(cè)工件上，用一個(gè)鋼球分別與磁吸塊的側(cè)面和螺旋槽的螺旋面相接觸，鋼球的球心位置處于測(cè)量平面上，在機(jī)床上用百分表測(cè)量出鋼球在該位置的實(shí)測(cè)坐標(biāo)值，然后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與理論坐標(biāo)值進(jìn)行比較，即可得出螺旋槽在該測(cè)量位置的精度。本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)便，具有通用性，且可以根據(jù)測(cè)量值來(lái)調(diào)整加工誤差，解決大導(dǎo)程螺旋槽加工時(shí)無(wú)法測(cè)量其加工精度的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B23Q17/20GK102744651SQ20121025232
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張育春, 張艷娜, 章意, 錢(qián)梓銘 申請(qǐng)人:常州寶菱重工機(jī)械有限公司