[发明专利]一种确定零件加工基准的方法及专用工具球

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定零件加工基准的方法，尤其涉及一种在三坐标数控机床上确定有复合角度特征的零件的加工基准的方法，本发明还涉及一种实现该方法的专用工具球。

背景技术

一般如零件的某些尺寸或外形与多个坐标平面形成夹角这样的具有复合角度特征的零件，采用4轴、5轴等多坐标数控机床加工，或者采用专用的可定位复合角度的工装夹具定位夹紧零件并在如三坐标数控机床等普通机床上加工。前一种方法需要昂贵的多轴机床，对于部分具有简单复合角度特征的零件加工来说，耗费了不必要的加工工时，后一种方法则需要针对具体的复合角度特征的尺寸或外形设计专用工装夹具，零件的加工准备周期长，制造成本大，不适合小批量零件生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种在三坐标数控机床上加工具有复合角度特征的零件的加工准备周期短、制造成本低、适合小批量零件生产的确定零件加工基准的方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种确定零件加工基准的方法，其特征在于，包括如下步骤：在待加工的零件上制出基准孔的步骤，将零件安装到拼装夹具上的步骤，将工具球插入基准孔的步骤，用机床刀具分别碰触工具球的四面及顶部找出球心坐标的步骤，用软件生成点位数据，继而确定出所要加工零件的加工基准的步骤。

实现本发明的一种确定零件加工基准的方法的专用工具球，包括基准球体和连接部，所述的基准球体与连接部连为一体，其特征在于，所述的连接部是一台阶柱体。

所述的基准球体与连接部同轴，基准球体的尺寸精度高于被加工零件的尺寸精度。

所述的台阶柱体的台阶面端面到基准球体中心尺寸精度高于被加工零件的尺寸精度

所述的连接部与基准孔间隙配合。

本发明相比于现有技术具有如下积极效果，本发明的一种确定零件加工基准的方法，仅使用简易拼装夹具省略了专用工装的设计制造周期，这样工作量减少，节省了大量的准备时间，本发明仅利用专用工具球即可在三坐标机床上得出经过翻转角度的具有复合角度特征的零件的加工基准，基准精度与利用专用工装找基准相比，减少了一个公差积累环节，精度提高至少一个数量级，采用此方法，一些小批量相对简单的具有复合角度特征的零件，可以在没有五轴数控机床的情况下，转换成三坐标普通加工中心加工，降低了零件的加工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的一种实现确定零件加工基准的方法的工具球的结构示意图。

图2是本发明的一种实现确定零件加工基准的方法的的工具球的使用示意图。

图中：1. 工具球，2. 零件，3.刀具，4. 具有复合角度特征的待加工部位。

具体实施方式

图1示出了本发明的一种实现确定零件加工基准的方法的工具球，包括基准球体11和连接部12，所述的基准球体11与连接部12连为一体，其特征在于，所述的连接部12是一台阶柱体。

所述的基准球体11与连接部12同轴，基准球体11的大小根据零件生产的实际需要适当调整，基准球体11的尺寸精度高于被加工零件的尺寸精度，一般基准球体11的尺寸公差是被加工零件尺寸公差的1/3。

所述的台阶柱体的台阶面端面13到基准球体11中心尺寸精度高于被加工零件的尺寸精度，一般台阶面端面13到基准球体11的尺寸公差是被加工零件尺寸公差的1/3。

所述的连接部12与基准孔间隙配合，配合精度为7级。

以在三坐标数控加工中心上加工一个与X轴旋转20°，与Z轴旋转47°成具有复合角度特征的零件的确定加工基准的方法为例，如图2所示，首先，在待加工的零件2上制出一个或多个基准孔，然后将零件安装到拼装夹具上，所述的拼装夹具将零件2固定并使之与X轴旋转20°，与Z轴旋转47°，将工具球1插入一个基准孔中，工具球1的连接部12上的台阶面端面13与基准孔端面贴合，将刀具3沿机床X、Y轴正负四个方向上与工具球1分别碰触，记录四个方向上的X、Y坐标值，X轴两个方向上的X坐标值相加再除2就是工具球心的X轴坐标值，同样方法Y轴两个方向上的Y坐标值相加再除2就为工具球心的Y轴坐标值，计算后的X、Y坐标值就是工具球1球心X、Y轴坐标值；然后将刀具3定位至上一步确定的工具球1球心X、Y坐标值处，沿Z轴移动至工具球1顶部，碰触工具球1顶点后，Z轴坐标值减去工具球1的半径即为工具球心的Z轴坐标，找出工具球1点位坐标后，将点位坐标输入至CAD软件中（如CATIA/UG等），生成点位数据，继而确定出所要加工零件2的加工基准。

当用本发明的确定零件加工基准的方法分别测量三个工具球1时，可以建立三个点位数据，并通过这三点确立一个空间平面，然后测量这个平面与X-Y平面、Y-Z平面角度是否分别为47°、20°，这样可以有效校验拼装夹具的制造公差，确认该夹具是否合格。