专利名称：一种寻边器辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种寻边器辅助装置，尤其是能够针对加工斜孔或者斜度面的工件进 行寻边的辅助装置。
背景技术：
在机械切削加工之前，往往需要先确定机床主轴相对于工件侧面的位置(俗 称“寻边”)。而现有技术中，寻边的辅助装置已有多种，如中国专利授权公告号为 CN201283509Y的《一种光电寻边器》；如中国专利授权公告号为CN2540256Y的《机械式寻边 器》和中国专利授权公告号为CN200970690Y的《偏置单球式寻边表》均披露了这样的结构。但上述光电式寻边器价格昂贵；机械式偏心寻边器则存在着寻边使用不便、对操 作人员的技术要求高、接触表面易于磨损的缺陷；偏置单球式寻边表虽然使用起来较为直 观，但结构还是较为复杂，在读数上仍会存有误差，且适用于加工直孔的工件。而在实际生产中，待加工的工件不仅需要加工直孔，也需要加工一些斜度孔，且有 的斜孔是单方向有斜度的，有的斜孔是两个方向有斜度的(即复合斜度)，如模具上常有的 斜顶过孔、斜运水孔、斜抽芯孔等。对于这些带有斜孔或者斜度面的工件进行加工时所采用 的寻边方式，目前主要有三种一是直接通过手工画线找点方式肉眼比对来取数，该方式虽 然方便快速，但精准度很难保证，仅适用于精准度要求不高的工件上。二是以治具上铣出的 某一辅助基准平面来取数，该方式相对于前者，精度高，但需买材料单独来加工，且必需用 电脑锣、线切割、火花机及磨床等机床精密加工才能保证，并且治具无互换通用性，制作成 本高、时间长。三是以工件某一特定基准侧平面实现取数，但该方式会有加工精度的累积误 差。下面结合图1说明上述后两种寻边方式。工件6上需要加工斜孔或斜度面，加工 这些斜孔的过程中，首先是以斜孔的实际斜度为准，将工件6摆放到适合加工斜孔的位置， 如图1中通过预先加工好的治具5将工件6摆斜。由于摆斜后工件6上原有的基准侧平 面相对于机床上的碰数装置而言已处于一定的斜度状态，此时根本无法用正常的方法从工 件6的侧面取基准数；或者由于工件的尖点存在倒角，无法通过常规的寻边碰数工具获得 尖点的坐标。为解决取数问题，通常的作法是，预先在工件6上加工出一相对于斜孔的基准 台，以备取数；或是在治具5上做一基准台，以备取数(如图1中D面基准面，0. 00,0. 00位 置)。以上两种以预先做基准台的方法，必然存在着加工精度的累积误差，减小了精准度，特 别是大型工件很大程度依赖于治具取数，而治具只针对某一斜度有用，只有完全相同斜度 的孔才可以再采用此治具，也就是说治具基本上是一次性使用，无相互循环使用性，故这种 方式提高了成本，延长了加工时间，而无法满足现代生产的要求。
发明内容
本发明要解决的问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、寻边快速方便 且精准度高、成本低的一种寻边器辅助装置。
本发明所采用的技术方案是该寻边器辅助装置是一挖去八分之一实体的圆球， 所述圆球挖空后形成相互两两垂直的第一平面、第二平面和第三平面，且该第一、第二、第 三平面相交于所述圆球的球心。在使用时，可以直接用手将上述圆球的三个平面紧贴于工件的棱角部位相邻平面 上，但为了操作的便利性，在所述第一平面、第二平面与第三平面三个平面的各自中心区域 还可以加工有一个空腔，各所述空腔中嵌设有磁铁，所述磁铁的外表面不高于各自空腔所 在的平面，利用磁铁的磁性吸附原理，使圆球的三个平面紧贴于工件表面且不移位的目的。在上述优选方案中，磁铁外表面可以与所在平面相持平，但为了降低加工精度和 制做成本，优选地，所述磁铁外表面以低于各自所在平面0. 1毫米至0. 15毫米为宜，以避免 磁铁干涉工件，但同时仍能达到圆球上的平面与工件表面相紧贴的目的。优选地，所述第一平面、第二平面和第三平面相互之间的相交部位分别设有径向 分布的避空槽。以进一步确保圆球上的平面与工件表面相紧贴。为了便于加工，所述的避空槽最好设计成以各自对应的平面的相交线为轴线的半 圆柱形槽。 与现有技术相比，本发明的优点在于无论工件摆放到任意斜度位置，只要通过圆 球上的三个平面紧贴于工件相邻的三垂直表面，并借助于常规的碰块，利用圆球的球心到 任一切平面的距离始终等于圆球半径的原理，就可以精确地找到工件的棱边或三棱线相交 的交点，且操作起来灵活、方便、快捷，工作效率高，同时这种简单的圆球结构，易于加工，成 本低，不易损坏，尤其是，只要工件上具有相邻且相互垂直的三个表面，均可以使用本发明 进行寻边加工各种斜度的斜孔或斜度面，故本发明通用性好，所以值得在机械加工行业推 广应用。
图1示出了现有技术中为了在工件上加工斜孔或斜度面，而借助斜度治具来摆斜 工件，以便加工时进行寻边的常规碰数方法的示意图。图2示出了本发明提供的寻边器辅助装置的立体示意图。图3示出了所述寻边器辅助装置的平面示意图。图4示出了在与图1相对应的工件上，所述寻边器辅助装置的进行辅助寻边的碰 数方法的示意图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。实施例如图2、图3所示，本实施例中的寻边器辅助装置7为一挖去八分之一实 体的圆球1，所述圆球1挖空后形成相互两两垂直的第一平面a、第二平面b和第三平面c， 且该第一平面a、第二平面b、第三平面c相交于所述圆球1的球心，即以所述圆球1的球心 为所述挖空部分的顶点。所述圆球1是外径为50毫米的标准钢球件，当然根据不同的实际 情况采用不同的圆球1外径，只要圆球1外径大小不影响实际使用功能即可，所述圆球1的 球表面粗糙度优选地为0. 4微米，所述圆球1的粗糙度只要满足在对工件1进行寻边工作 时不会发生打滑也不影响寻边的精度即可。所述圆球1挖空八分之一后的第一平面a、第二平面b与第三平面c三个平面相互两两垂直，使得所述寻边器辅助装置7能够卡在工件 6三面相交的顶点区域。 进一步地，为了使得所述寻边器辅助装置7能够牢固地卡在所述工件6三面相交 的顶点区域，尤其是针对钢材料制作的或者铁材料制作的工件时，可以在所述寻边器辅助 装置7的第一平面a、第二平面b与第三平面c三个平面上设置磁铁，通过磁铁与所述工件 的吸引力来固定所述寻边器辅助装置7。具体地，所述第一平面a、第二平面b与第三平面 c三个平面的各自中心区域加工有一个空腔3，所述空腔3中各嵌设有一个与所述空腔3相 对应的并且横截面和高度都略小于所述空腔3的磁铁，这样能够使得所述磁铁能够顺利嵌 设到所述空腔3之中，并要求所述磁铁的外表面不能高出所述圆球1中的三个平面a、b、c。 具体地，针对所述圆球1是50毫米的标准钢球件时，所述空腔3可以是一个8. 05毫米、深 度3. 1毫米的圆柱体，所述磁铁是一个直径为8毫米、高度为3毫米的圆柱体，这样所述磁 铁设置在所述空腔3中后，所述磁铁低于各自所在平面a、b、c约0. 1至0. 15毫米。本领域 技术人员理解，所述磁铁和磁体无特殊要求，能装入所述圆球1的三个空腔中即可，例如所 述磁铁可以采用标准圆磁铁。进一步地，所述第一平面a、第二平面b与第三平面c三个面的三条相交线为轴线 径向各自设置有避空槽2。在本实施例中，所述三条避空槽2优选地是直径为2毫米的半圆 柱形槽。本领域技术人员理解，为在进行寻边操作时达到更高的精确度，事先必需清理工 件6的表面与寻边器辅助装置7的表面，如去尖角、除毛刺等，此时寻边器上的三条避空槽2 此时就发挥了它的作用，由于所述避空槽2的存在，所述寻边器辅助装置7卡在所述工件6 三面相交的顶点区域时更加紧密且精确性更高，不会因为所述工件6三个边上或者所述圆 球1的三个面a、b、c相交的三条边上存在尖角或毛刺而影响寻边的精度。图4示出了在与图1相对应的工件上，所述寻边器辅助装置的进行辅助寻边的碰 数方法的示意图，本发明寻边器辅助装置的原理是根据几何学中球心与球表面任意点连线 距离相等的原理制作，在寻边操作之前把工件6摆放至加工所需的斜度(任意斜度均可)， 牢靠地固定在工作台4上，此时开始寻边动作，首先将至少具有三表面垂直相交的顶点区 域的工件固定在工作台上；接着将上述的圆球1的第一、第二、第三平面分别紧贴设置在该 工件6的三表面垂直相交的交点区域；再利用加工机床自身的碰数工具按垂直于机床工作 台轴向方向移动后与所述圆球进行对碰，分别找到与所述圆球相切的两碰撞点，并对两碰 撞点的坐标进行取数；然后根据所述两碰撞点的坐标值与所述圆球1外径值的差计算得出 所需交点的坐标。所述的碰数工具为一方形体或碰数圆球。本领域技术人员理解，本发明 进行寻边碰数操作只需在X、Y、Z每一个轴向方向上碰一次即可，通常至少在两个轴向上进 行碰数操作，例如在X轴向、Z轴向上进行碰数操作，则得到XZ平面的基准坐标，当然根据 实际加工需要也可以在X、Y、Z三个轴向上进行碰数操作。其具体工作过程将在下面详细叙 述第一步，把所述寻边器辅助装置7安放到工件6三面相交的顶点区域，如图4所 示，借助寻边器辅助装置7上三个磁铁的吸咐作用力，使寻边器中的第一平面a、第二平面 b、第三平面c与工件6的对应的三个外表面紧紧相贴，并使面与面相互紧贴而没有间隙。第二步，当需要在X轴方向进行寻边取数操作时，用寻边器方形碰数工具(方形体)8左侧平面沿X方向与所述寻边器辅助装置7的球面轻轻对碰，找到所述方形体8的侧平面与所述寻边器辅助装置7的球面沿X方向的相切点P3，由于球面上任一点到球心的距 离都相等(即圆球1的半径)，因此可得切点P3与球心Pl的距离等于圆球1的半径值25 毫米，而切点Pl也正是所述工件6的三条棱线Li、L2、L3的交点，由此可得所述工件6上 三条棱线L1、L2、L3的相交点(同时也是球心Pl)与切点P3在X方向上的距离等于圆球1 的半径，在本实施例中即25毫米。本领域技术人员理解，通过所述寻边器辅助装置7进行 寻边的方法，就算工件6上的棱边L1、L2、L3有倒角(通常工件边缘都有倒C角)都可以轻 易的找到工件上的取数基点或边线。当需要在Z轴方向进行寻边取数操作时，将所述方形 体8的下侧平面往Z方向的反方向与所述寻边器辅助装置7的球面轻轻对碰，并按照同样 的动作原理找到所述方形碰数工具8与所述寻边器辅助装置7沿Z方向的反方向上的切点 P2，并根据切点P2的坐标计算所需的取数基点或边线的坐标。同样地，还可以通过所述方 形体8找到在Y方向上的与所述寻边器辅助装置7的切点(图4中未示出)并完成相应的 取数基点或边线坐标的计算。第三步，当取数基点找到后，在机床的电子尺上清零(作为基准坐标)，然后就可 参照基准坐标对所述工件6进行所需的加工了。综上所述，借助本发明提供的寻边器辅助装置7可以实现参照摆斜后工件6的棱 线或顶点的取数，无论是单斜度，还是复合斜度，都能够找到想要的工件6的棱线或顶点的 坐标。
权利要求
一种寻边器辅助装置，其特征在于所述辅助装置(7)是一挖去八分之一实体的圆球(1)，所述圆球(1)挖空后形成相互两两垂直的第一平面(a)、第二平面(b)和第三平面(c)，且该第一、第二、第三平面相交于所述圆球的球心。
2.根据权利要求1所述的寻边器辅助装置，其特征在于所述第一平面(a)、第二平面 (b)与第三平面(c)三个平面的各自中心区域加工有一个空腔(3)，各所述空腔(3)中嵌设 有磁铁，所述磁铁的外表面不高于各自空腔(3)所在的平面。
3.根据权利要求2所述的寻边器辅助装置，其特征在于所述磁铁外表面低于各自所 在平面0. 1毫米至0. 15毫米。
4.根据权利要求1或2或3所述的寻边器辅助装置，其特征在于所述第一平面(a)、 第二平面(b)和第三平面(c)相互之间的相交部位分别设有径向分布的避空槽(2)。
5.根据权利要求4所述的寻边器辅助装置，其特征在于所述的避空槽设计成以各自 对应的平面的相交线为轴线的半圆柱形槽。
全文摘要
本发明提供了一种寻边器辅助装置，所述辅助装置总体上是一挖去八分之一实体的圆球，所述圆球挖空后形成相互两两垂直的第一平面、第二平面和第三平面，且该第一、第二、第三平面相交于所述圆球的球心。进一步地，所述第一平面、第二平面与第三平面三个平面的各自中心区域加工有一个空腔，各所述空腔中嵌设有磁铁，所述磁铁的外表面不高于各自空腔所在的平面。所述寻边器辅助装置借助于常规的碰块，就可以精确地找到工件的棱边或三棱线相交的交点，且操作起来灵活、方便、快捷，工作效率高，同时这种简单的圆球结构易于加工，成本低，不易损坏，通用性好，值得在机械加工行业推广应用。
文档编号B23Q17/22GK101870077SQ20101013328
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者黄军 申请人:嘉兴信元精密模具科技有限公司