专利名称：一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法
一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法技术领域：
本发明涉及零件加工领域，尤其是涉及一种外圆面设为多个锥面的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法。背景技术：
一种连续锥面细长轴类零件，其总长2300mm，重740Kg，该零件的外圆面由至少三个连续的锥面组成，该零件细长轴的直径尺寸在Φ 140 Φ 260之间，零件锥面的锥度较小且长度较长，同时其外圆所有尺寸公差在士0. 025mm以内，表面粗糙度全部Ral. 6 ；由于该零件为细长轴类零件，且其外圆面又是由多个呈连续状的锥面组成，因此，在加工时选用高精度数控车床在一次装夹过程中将该零件的各个锥面一次走刀车出是最理想方法；在实际操作中，由于加工后很难找到该零件外圆面上相邻两个锥面之间的拐点位置，同时又由于该零件锥面的锥度尺寸公差要求很严，所以，在加工过程中准确地测量该零件的锥面尺寸是确定该零件最终合格与否的关键问题；
目前，针对外圆锥面尺寸的检测方法有以下三种1、利用专用锥面检测工具检测，如通过SKF外锥测量工具、正弦规或圆锥套规等来检测锥面尺寸；2、通过在三坐标测量机上取点测量计算出锥面尺寸；3、通过与相配同锥度零件的内锥面着色接触的情况来间接检查确定；在针对上述的连续锥面细长轴类零件检测时，第一种方法在检测不同的锥面时需要不同的专用检测工具，并且由于在测量时需要测量基准面，因此该方法不易对多个连续的锥面进行准确测量；而第二种方法因受限于三坐标测量机的规格及测量要求，因此也较难对所述零件进行准确检测；第三种方法又与第一种方法相似，其不但需要多种测量件而且其检测过程繁琐，不便准确操作；
综上所述，由于现行的检测方法存在有或多或少的不便因素，因而导致了所述的连续锥面细长轴类零件在加工过程中无法得到准确有效的检查测量，即该零件在加工完成后不可避免的存在有偏差，进而使该零件在实际应用中存在着影响其正常使用的不利因素或安 ^^^ 急 ^^ ο
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的方法能够在连续锥面细长轴类零件的加工过程中简单快速的对所加工零件进行准确有效的检测，从而准确的确定了加工出的零件合格与否。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的方法包含试加工、精度测量、最终加工和最终检测四个阶段；
一、所述的试加工阶段步骤如下
a)、先根据零件外圆面上的各锥面直径和长度的尺寸要求，以从直径最小处开始起刀， 按零件各锥面尺寸的标准值来编制数控机床的加工程序；所述的标准值为不考虑公差的数值；
b)、在零件外圆面上的第一个锥面之前增加与该锥面起始点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；在零件外圆面上的最后一个锥面之后增加与该锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；同时，在零件外圆面上每两个锥面之间各增加一段与增加处前一段锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；
C)、通过程序中零点偏置，将零件的轮廓线沿直径方向向外平移，同时在不伤及零件本体的前提下保留余量2 3 mm ；
d)、按上述编制的加工程序对零件进行试加工。二、所述的精度测量阶段步骤如下
a)、试加工完成后，零件不下机床，直接对零件外圆面上所加工出的各圆柱的直径进行多截面测量并做记录，测量时每个截面均设四个测量点，且每相邻的两个测量点至圆心之间的夹角为45° ；
b)、对零件起点到终点之间的长度进行多位置测量并做记录；
C)、将上述步骤中记录的零件数值与数控程序中理论数值之间的差值做为数控机床精加工程序在直径方向及长度方向的程序补偿值，即将数控程序中的理论数值减去实际测量数值后的数值作为程序补偿值。三、所述的最终加工阶段步骤如下
a)、精度测量完成后，按零件的标准尺寸并考虑尺寸公差要求编制数控机床的精加工程序，并按精度测量阶段确定的程序补偿值对精加工程序进行调整，即以零件的标准尺寸并考虑公差的数值减去程序补偿值后的数值作为精加工程序中设定的数值； b)、按精加工程序通过在直径方向零点偏置Imm ；
c)、按最终检测阶段检测步骤对试加工后的零件进行检测，如果检测结果符合要求，则精加工程序不进行修改；如果检测结果不符合要求，则再次进行精度测量阶段的操作，并计算出新的程序补偿值，然后按新的程序补偿值对精加工程序进行调整以使检测结果符合要求；此时，所检测圆柱直径的实际测量值为该圆柱的标准尺寸且考虑尺寸公差后的数值加上零点偏置数值的两倍即检测结果符合要求；
d)、按精加工程序加工零件外圆面上的连续锥面，并在加工结束后再次实施最终检测阶段的步骤，以确认所加工零件符合要求；当所加工零件确认合格后，将所加工零件的第一个锥面前的圆柱和最后一个锥面后的圆柱车掉，即所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法结束。四、所述的最终检测阶段步骤如下
a)、零件不下机床，通过机床在保证程序零点不变的基础上确定零件外圆面上每两个锥面之间的拐点位置，并分别标注标记点；
b)、对每个标记点处的直径进行测量并记录；
C)、分别以零件外圆面上的每个锥面的前一半锥面上任意一点为起点，在机床刀架上装百分表或千分表，任意确定一条母线；
d)、沿母线按每个锥面长度数值的一半拉表，并记录百分表或千分表在拉表终点位置的显示值与拉表起点位置的显示值之间的差值，以测量每个锥面拉表记录的差值并记录； 此时，每个锥面拉表记录的差值允许的范围在该锥面的[终点直径值+终点直径值的上偏差_(起点直径值_起点直径值的下偏差)]/4与[终点直径值_终点直径值的下偏差_(起点直径值+起点直径值的上偏差)]/4之间；
e)、当所加工零件各个标记点处的直径与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述试加工阶段步骤中车出的圆柱长度均设定为10mm。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述试加工阶段步骤中零件的轮廓线沿直径方向向外平移，同时保留余量2mm。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述方法中的加工程序和精加工程序均设为一刀连续车出零件外圆面上的多个锥面。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的精度测量阶段a)步骤中设为直接利用外径千分尺对零件外圆面上所加工出的各圆柱的直径进行多截面测量。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的精度测量阶段b)步骤中设为利用内径千分尺对零件起点到终点之间的长度进行多位置测量。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的最终检测阶段b)步骤中设为利用千分尺对每个标记点处的直径进行测量。所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，当需要加工最后一个锥面之后带有圆柱的零件时，所述方法中的试加工阶段b)步骤能够不设置在零件最后一个锥面之后的车圆柱程序。由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果
本发明所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法利用了数控机床本身的特点， 通过编制相应的数控加工程序来加工连续锥面细长轴类零件，并适时的在加工过程中通过测量所加工零件的相应数值，再根据所测量的数值来调整程序对零件进行精加工，从而不但达到了简单快速的对所加工零件的多个锥面进行准确有效的检测的目的，而且还同时确保了零件的精度及尺寸均能符合设计要求，即准确的确定了加工出的零件是否合格。
图1是所述方法中试加工阶段完成后的连续锥面细长轴类零件示意图； 图2是通过所述方法最终加工完成后的连续锥面细长轴类零件示意图。图中1、锥面；2、圆柱。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1 2，实施本发明所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法需要完成试加工、精度测量、最终加工和最终检测四个阶段； 一、所述的试加工阶段步骤如下
a)、先根据零件外圆面上的各锥面1直径和长度的尺寸要求，以从零件的最小直径处开始起刀，并按零件各锥面尺寸的标准值来编制数控机床的加工程序；所述的标准值为不考虑公差的数值；
b)、补充加工程序，在零件外圆面上的第一个锥面之前增加与该锥面起始点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱2长度设为8 15mm ；在零件外圆面上的最后一个锥面之后增加与该锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；同时，在零件外圆面上每两个锥面之间各增加一段与增加处前一段锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；在此步骤中，车出的圆柱长度均优选设定为10mm，这些圆柱起到了便于测量所加工零件外圆面相应数值的目的，从而便于根据所测量的准确数值来调整数控程序对零件进行精加工；在实际操作中，由于在不同的应用时对零件的外形有不同的要求，因此当需要加工最后一个锥面之后带有圆柱的零件时，能够不在本步骤中设置零件最后一个锥面之后的车圆柱程序；
c)、通过程序中零点偏置，将零件的轮廓线沿直径方向向外平移，同时在不伤及零件本体的前提下保留余量2 3 mm，优选为保留余量2mm ；
d)、按上述编制的加工程序对零件进行试加工。二、所述的精度测量阶段步骤如下
a)、试加工完成后，零件不下机床，直接对零件外圆面上所加工出的各圆柱的直径进行多截面测量并做记录，此时优选为利用外径千分尺进行测量，且测量时每个截面均设四个测量点，且每相邻的两个测量点至圆心之间的夹角为45° ；
b)、对零件起点到终点之间的长度进行多位置测量并做记录，优选为利用内径千分尺进行测量；
C)、将上述步骤中记录的零件数值与数控程序中理论数值之间的差值做为数控机床精加工程序在直径方向及长度方向的程序补偿值，即将数控程序中的理论数值减去实际测量数值后的数值作为程序补偿值；例如所测量圆柱在数控程序中的理论数值为Φ200πιπι，实际测量值为Φ200. 02mm，则该圆柱的程序补偿值为-0. 02mm。三、所述的最终加工阶段步骤如下
a)、精度测量完成后，按零件的标准尺寸并考虑尺寸公差要求编制数控机床的精加工程序，并按精度测量阶段确定的程序补偿值对精加工程序进行调整，即以零件的标准尺寸并考虑尺寸公差的数值减去程序补偿值后的数值作为精加工程序中设定的数值；例如所测量圆柱的直径标准尺寸考虑公差后要求加工至Φ200-0. 04mm，而该圆柱在精度测量阶段的程序补偿值为-0. 02mm，则在编制该圆柱的加工程序时将该圆柱的直径设为 Φ 200-0. 02mm ；
b) 、按精加工程序通过在直径方向零点偏置Imm后对零件进行加工，即在对零件的外圆面进行加工时保留2mm余量；
c)、按最终检测阶段检测步骤对已加工零件进行检测，如果检测结果符合要求，则精加工程序不进行修改；如果检测结果不符合要求，则再次进行精度测量阶段的操作，并计算出新的程序补偿值，然后按新的程序补偿值对精加工程序进行调整以使检测结果符合要求； 此时，所检测圆柱直径的实际测量值为该圆柱的标准尺寸且考虑尺寸公差后的数值加上零点偏置数值的两倍即检测结果符合要求，否则为不符合要求；
d)、按精加工程序加工零件外圆面上的连续锥面，并在加工结束后再次实施最终检测阶段的步骤，以确认所加工零件符合要求；当所加工零件确认合格后，将所加工零件的第一个锥面前的圆柱和最后一个锥面后的圆柱车掉，即所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法结束。四、所述的最终检测阶段步骤如下a)、由于连续锥面车完后很难找到各锥面间拐点位置，所以零件不下机床，此时通过机床在保证程序零点不变，即在数控程序轨迹不会变化的基础上确定零件外圆面上每两个锥面之间的拐点位置，并分别标注标记点；
b)、对每个标记点处的直径进行测量并记录，优选为利用内径千分尺测量每个标记点处的直径值；
C)、分别以零件外圆面上的每个锥面的前一半锥面上任意一点为起点，在机床刀架上装百分表或千分表，任意确定一条母线；
d)、沿母线按每个锥面长度数值的一半拉表，并记录百分表或千分表在拉表终点位置的显示值与拉表起点位置的显示值之间的差值，以测量每个锥面拉表记录的差值并记录， 此时，每个锥面拉表记录的差值允许的范围在该锥面的[终点直径值+终点直径值的上偏差_(起点直径值_起点直径值的下偏差)]/4与[终点直径值_终点直径值的下偏差_(起点直径值+起点直径值的上偏差)]/4之间；
e)、当所加工零件各个标记点处的直径与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。所述方法中的加工程序和精加工程序均设为一刀连续车出零件外圆面上的多个锥面，从而避免了在加工中因出现间断而产生误差，即有效保证了零件各锥面锥度正确及各锥面起点直径和终点直径正确，进而确定加工出的锥面正确。以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
权利要求
1. 一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述的方法包含试加工、精度测量、最终加工和最终检测四个阶段；一、所述的试加工阶段步骤如下a)、先根据零件外圆面上的各锥面(1)直径和长度的尺寸要求，以从直径最小处开始起刀，按零件各锥面尺寸的标准值来编制数控机床的加工程序；所述的标准值为不考虑公差的数值；b)、在零件外圆面上的第一个锥面之前增加与该锥面起始点直径相同的车圆柱程序， 且车出的圆柱(2)长度设为8 15mm ；在零件外圆面上的最后一个锥面之后增加与该锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；同时，在零件外圆面上每两个锥面之间各增加一段与增加处前一段锥面终点直径相同的车圆柱程序，且车出的圆柱长度设为8 15mm ；C)、通过程序中零点偏置，将零件的轮廓线沿直径方向向外平移，同时在不伤及零件本体的前提下保留余量2 3 mm ；d)、按上述编制的加工程序对零件进行试加工；二、所述的精度测量阶段步骤如下a)、试加工阶段完成后，零件不下机床，直接对零件外圆面上所加工出的各圆柱的直径进行多截面测量并做记录，测量时每个截面均设四个测量点，且每相邻的两个测量点至圆心之间的夹角为45° ；b)、对零件起点到终点之间的长度进行多位置测量并做记录；c)、将上述步骤中记录的零件数值与数控程序中理论数值之间的差值做为数控机床精加工程序在直径方向及长度方向的程序补偿值，即将数控程序中的理论数值减去实际测量数值后的数值作为程序补偿值；三、所述的最终加工阶段步骤如下a)、精度测量阶段完成后，按零件的标准尺寸并考虑尺寸公差要求编制数控机床的精加工程序，并按精度测量阶段确定的程序补偿值对精加工程序进行调整，即以零件的标准尺寸并考虑公差的数值减去程序补偿值后的数值作为精加工程序中设定的数值；b)、按精加工程序通过在直径方向零点偏置Imm；c)、按最终检测阶段检测步骤对试加工后的零件进行检测，如果检测结果符合要求，则精加工程序不进行修改；如果检测结果不符合要求，则再次进行精度测量阶段的操作，并计算出新的程序补偿值，然后按新的程序补偿值对精加工程序进行调整以使检测结果符合要求；此时，所检测圆柱直径的实际测量值为该圆柱的标准尺寸且考虑尺寸公差后的数值加上零点偏置数值的两倍即检测结果符合要求；d)、按精加工程序加工零件外圆面上的连续锥面，并在加工结束后再次实施最终检测阶段的步骤，以确认所加工零件符合要求；当所加工零件确认合格后，将所加工零件的第一个锥面前的圆柱和最后一个锥面后的圆柱车掉，即所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法结束；四、所述的最终检测阶段步骤如下a)、零件不下机床，通过机床在保证程序零点不变的基础上确定零件外圆面上每两个锥面之间的拐点位置，并分别标注标记点；b)、对每个标记点处的直径进行测量并记录；C)、分别以零件外圆面上的每个锥面的前一半锥面上任意一点为起点，在机床刀架上装百分表或千分表，任意确定一条母线；d)、沿母线按每个锥面长度数值的一半拉表，并记录百分表或千分表在拉表终点位置的显示值与拉表起点位置的显示值之间的差值，以测量每个锥面拉表记录的差值并记录； 此时，每个锥面拉表记录的差值允许的范围在该锥面的[终点直径值+终点直径值的上偏差_(起点直径值-起点直径值的下偏差)]/4与[终点直径值_终点直径值的下偏差-(起点直径值+起点直径值的上偏差)]/4之间；e)、当所加工零件各个标记点处的直径与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。
2.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述试加工阶段步骤中车出的圆柱长度均设定为10mm。
3.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述试加工阶段步骤中零件的轮廓线沿直径方向向外平移，同时保留余量2mm。
4.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述方法中的加工程序和精加工程序均设为一刀连续车出零件外圆面上的多个锥面。
5.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述的精度测量阶段a)步骤中设为利用外径千分尺对零件外圆面上所加工出的各圆柱的直径进行多截面测量。
6.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述的精度测量阶段b)步骤中设为利用内径千分尺对零件起点到终点之间的长度进行多位置测量。
7.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是所述的最终检测阶段b)步骤中设为利用内径千分尺对每个标记点处的直径进行测量。
8.根据权利要求1所述的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征是当需要加工最后一个锥面之后带有圆柱的零件时，所述方法中的试加工阶段b)步骤能够不设置在零件最后一个锥面之后的车圆柱程序。
全文摘要
一种涉及零件加工领域的连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，所述的方法利用数控机床本身的特点，通过编制相应的数控加工程序来加工连续锥面细长轴类零件，并适时的在加工过程中通过测量所加工零件的相应数值，再根据所测量的数值来调整程序对零件进行精加工，从而不但达到了简单快速的对所加工零件的多个锥面进行准确有效的检测的目的，而且还同时确保了加工出的零件精度及尺寸均能符合设计要求。
文档编号G05B19/401GK102331747SQ20111023929
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者张永红, 张翠桃, 王智敏, 郭静远 申请人:中信重工机械股份有限公司, 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司