卧式加工中心镗孔测试件及其加工方法和应用与流程

1.本发明涉及一种卧式加工中心镗孔测试件及其加工方法和应用，属于机床精度检测方法的技术领域。


背景技术：

2.目前卧式加工中心机床进行精度检测时，主要对各轴进行单项精度测试，如定位精度，重复定位精度。而机床实际加工精度受各轴几何误差、机床运行误差、热误差等因素综合影响，只对各轴进行单项精度测试，不足以直观评价机床整机加工精度。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种卧式加工中心镗孔测试件及其加工方法和应用，该测试件将各试件有效组合在一个试件主体上，测试方法成本低廉，过程易操作、易推广，可以使机床精度检测工作更加全面，为机床装配调整、产品设计改进、产品销售提供更为充分的测试数据支持。
4.为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种卧式加工中心镗孔测试件，试件主体为四方形结构，底部与安装底座连接，试件主体前后面分别设有若干个调头镗孔试件，且前后面的调头镗孔试件两两位置对应；在试件主体的右侧设有阶梯镗孔试件，左侧设有铣面试件。
5.位于试件主体前面和后面的调头镗孔试件的数量分别为四个，同一个平面上的两个调头镗孔试件竖直分布，另外两个调头镗孔试件水平分布。
6.所述的调头镗孔试件的中心设有镗孔，镗孔的中间位置设有避空孔。
7.所述的阶梯镗孔试件设有一个中心阶梯孔和八个圆周阶梯孔，八个圆周阶梯孔分为两组，两组圆周阶梯孔以两个大小不同直径且同轴的分度圆进行圆周均布。
8.所述的铣面试件的表面设有凸台，凸台的上表面为竖直的平面。
9.对卧式加工中心镗孔测试件的加工方法，包括以下步骤：1）将试件主体定位在工作台上，打表找正铣面试件的凸台上表面，保证其与机床x、y轴平行度0.02；然后进行镗刀调整及对刀操作，完成测试准备；2）采用盘铣刀对前表面、右表面和后表面进行平面铣削；3）对测试件前表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件中心进行镗孔；再对后表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件中心进行镗孔；最后旋转工作台180度，对前表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件中心进行镗孔；4）对测试件右侧面的阶梯镗孔试件进行中心阶梯孔的小直径通孔镗孔加工，然后再对小分度圆上的圆周阶梯孔进行加工；5）机床各轴空运行1小时；6）对测试件前表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件中心进行镗孔；然后旋转
工作台180度，对后表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件中心进行镗孔；7）机床各轴空运行1小时；8）对测试件前表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件中心进行镗孔；9）对测试件的右侧表面阶梯镗孔试件的大分度圆的圆周阶梯孔进行加工，将镗刀加工直径调大0.2mm，对中心阶梯孔的大直径阶梯孔进行镗孔加工，加工深度为阶梯镗孔试件厚度的50%；10）对测试件的左侧面铣面试件的凸台竖直的平面进行铣削。
10.上述加工方法对卧式加工中心精度判断的应用，包括以下步骤：1）测试试件加工完成，整体放置于恒温环境，进行恒温处理；2）使用三坐标测量仪进行测量，以前表面的水平分布且位于内侧调头镗孔试件的中心孔位为圆心，以前表面为yz平面，建立测量坐标系，依次检测各调头镗孔试件各孔孔心坐标，各镗孔圆度，测量前表面和后表面各个位置对应的孔间互为基准同轴度，阶梯镗孔试件上每个阶梯孔的同轴度，阶梯镗孔试件上两个分度圆上的圆周阶梯孔分别相对于中心阶梯孔的大阶梯孔和小通孔轴线的位置度，铣面试件端面平面度，前面、后面、左面和右面相互间的平行度和临面垂直度；3）通过步骤2）得出多项机床加工精度数据。
11.本技术的卧式加工中心镗孔测试件及其其加工方法和应用，具有以下优点：1、本技术的测试试件，测试时只进行精加工，试件余量充足，可重复使用；同时测试试件采用分体结构，当余量不足时，可实现快速更换，可节省测试成本，提高测试效率；2、本发明的试件主体上进行中空减重设计，在保证试件刚性前提下，减轻试件整体重量，降低测试劳动强度；3、本发明的调头镗孔试件内孔进行了挖槽避空处理，可减少测试时镗孔刀具切削时间，避免刀具磨损对测试结果的不利影响；4、本发明的测试过程，包括试件切削、机床空载运行，测试过程中，机床各轴得到充分运行，机床几何误差、热误差等因素对加工精度的综合影响可在试件上得到展示；5、本发明通过检测试件精度数据，可实现对机床加工精度的整体评价，另可通过对比分析试件精度数据，确定机床加工精度的关键影响因素，在机床精度调试、出厂检验、设备验收方面具有显著优势。
附图说明
12.图1为测试件的主视图。
13.图2为测试件的后视图。
14.图3为测试件的左视图。
15.图4为测试件的右视图。
16.图5为测试件的俯视图。
17.图6为图1为a-a剖视图。
18.图7为图1为b-b剖视图。
19.图8为铣面试件的剖视图。
具体实施方式
20.如图1至图5所示，一种卧式加工中心镗孔测试件，试件主体1为四方形结构，底部与安装底座连接，试件主体1前后面分别设有若干个调头镗孔试件2，且前后面的调头镗孔试件2两两位置对应；在试件主体1的右侧设有阶梯镗孔试件3，左侧设有铣面试件4。本技术的测试件采用分体结构，分别通过螺钉连接组装，组装后的试件可在每次测试时增加加工孔径，来实现整体可重复使用的目的，当试件某一组成部分加工余量不足时，可进行更换处理，从而提高整体测试件的使用寿命。
21.位于试件主体1前面和后面的调头镗孔试件2的数量分别为四个，同一个平面上的两个调头镗孔试件2竖直分布，另外两个调头镗孔试件2水平分布。
22.如图6所示，所述的调头镗孔试件2的中心设有镗孔2-1，镗孔2-1的中间位置设有避空孔2-2。
23.如图7所示，所述的阶梯镗孔试件3设有一个中心阶梯孔3-1和八个圆周阶梯孔3-2，八个圆周阶梯孔3-2分为两组，两组圆周阶梯孔3-2以两个大小不同直径且同轴的分度圆进行圆周均布。
24.如图8所示，所述的铣面试件4的表面设有凸台，凸台的上表面为竖直的平面。
25.对所述的卧式加工中心镗孔测试件的加工方法，包括以下步骤：1）将试件主体1定位在工作台上，打表找正铣面试件4的凸台上表面，保证其与机床x、y轴平行度0.02；然后进行镗刀调整及对刀操作，完成测试准备；2）采用盘铣刀对前表面、右表面和后表面进行平面铣削；3）对测试件前表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件2中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件2中心进行镗孔；再对后表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件2中心进行镗孔；最后旋转工作台180度，对前表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件2中心进行镗孔；4）对测试件右侧面的阶梯镗孔试件3进行中心阶梯孔3-1的小直径通孔镗孔加工，然后再对小分度圆上的圆周阶梯孔3-2进行加工；5）机床各轴空运行1小时；6）对测试件前表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件2中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件2中心进行镗孔；7）机床各轴空运行1小时；8）对测试件前表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件2中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件2中心进行镗孔；9）对测试件的右侧表面阶梯镗孔试件3的大分度圆的圆周阶梯孔3-2进行加工，将镗刀加工直径调大0.2mm，对中心阶梯孔3-1的大直径阶梯孔进行镗孔加工，加工深度为阶梯镗孔试件3厚度的50%；10）对测试件的左侧面铣面试件4的凸台竖直的平面进行铣削。
26.上述加工方法对卧式加工中心精度判断的应用，包括以下步骤：1）测试试件加工完成，整体放置于恒温环境，进行恒温处理后；2）使用三坐标测量仪进行测量，以前表面的水平分布且位于内侧调头镗孔试件2的中心孔位为圆心，以前表面为yz平面，建立测量坐标系，依次检测各调头镗孔试件2各孔
孔心坐标，各镗孔圆度，测量前表面和后表面各个位置对应的孔间互为基准同轴度，阶梯镗孔试件3上每个阶梯孔的同轴度，阶梯镗孔试件3上两个分度圆上的圆周阶梯孔3-2分别相对于中心阶梯孔3-1的大阶梯孔和小通孔轴线的位置度，铣面试件4端面平面度，前面、后面、左面和右面相互间的平行度和临面垂直度；3） 通过步骤2）得出机床几何误差、热误差等因素对多项加工精度的综合影响，并通过试件展示实际加工精度，可实现对机床加工精度的整体评价，另可通过对比分析试件精度数据，确定机床加工精度的关键影响因素，进而指导生产。

技术特征：
1.一种卧式加工中心镗孔测试件，其特征在于：试件主体（1）为四方形结构，底部与安装底座连接，试件主体（1）前后面分别设有若干个调头镗孔试件（2），且前后面的调头镗孔试件（2）两两位置对应；在试件主体（1）的右侧设有阶梯镗孔试件（3），左侧设有铣面试件（4）。2.根据权利要求1所述的卧式加工中心镗孔测试件，其特征在于：位于试件主体（1）前面和后面的调头镗孔试件（2）的数量分别为四个，同一个平面上的两个调头镗孔试件（2）竖直分布，另外两个调头镗孔试件（2）水平分布。3.根据权利要求2所述的卧式加工中心镗孔测试件，其特征在于：所述的调头镗孔试件（2）的中心设有镗孔（2-1），镗孔（2-1）的中间位置设有避空孔（2-2）。4.根据权利要求1所述的卧式加工中心镗孔测试件，其特征在于：所述的阶梯镗孔试件（3）设有一个中心阶梯孔（3-1）和八个圆周阶梯孔（3-2），八个圆周阶梯孔（3-2）分为两组，两组圆周阶梯孔（3-2）以两个大小不同直径且同轴的分度圆进行圆周均布。5.根据权利要求1所述的卧式加工中心镗孔测试件，其特征在于：所述的铣面试件（4）的表面设有凸台，凸台的上表面为竖直的平面。6.对权利要求1所述的卧式加工中心镗孔测试件的加工方法，其特征在于包括以下步骤：1）将试件主体（1）定位在工作台上，打表找正铣面试件（4）的凸台上表面，保证其与机床x、y轴平行度0.02；然后进行镗刀调整及对刀操作，完成测试准备；2）采用盘铣刀对前表面、右表面和后表面进行平面铣削；3）对测试件前表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面水平分布且位于最外侧的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；再对后表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；最后旋转工作台180度，对前表面竖直分布且位于上端的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；4）对测试件右侧面的阶梯镗孔试件（3）进行中心阶梯孔（3-1）的小直径通孔镗孔加工，然后再对小分度圆上的圆周阶梯孔（3-2）进行加工；5）机床各轴空运行1小时；6）对测试件前表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面水平分布且位于内侧的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；7）机床各轴空运行1小时；8）对测试件前表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；然后旋转工作台180度，对后表面竖直分布且位于下端的调头镗孔试件（2）中心进行镗孔；9）对测试件的右侧表面阶梯镗孔试件（3）的大分度圆的圆周阶梯孔（3-2）进行加工，将镗刀加工直径调大0.2mm，对中心阶梯孔（3-1）的大直径阶梯孔进行镗孔加工，加工深度为阶梯镗孔试件（3）厚度的50%；10）对测试件的左侧面铣面试件（4）的凸台竖直的平面进行铣削。7.根据权利要求6所述的加工方法对卧式加工中心精度判断的应用，其特征在于包括以下步骤：1）测试试件加工完成，整体放置于恒温环境，进行恒温处理后；2）使用三坐标测量仪进行测量，以前表面的水平分布且位于内侧调头镗孔试件（2）的
中心孔位为圆心，以前表面为yz平面，建立测量坐标系，依次检测各调头镗孔试件（2）各孔孔心坐标，各镗孔圆度，测量前表面和后表面各个位置对应的孔间互为基准同轴度，阶梯镗孔试件（3）上每个阶梯孔的同轴度，阶梯镗孔试件（3）上两个分度圆上的圆周阶梯孔（3-2）分别相对于中心阶梯孔（3-1）的大阶梯孔和小通孔轴线的位置度，铣面试件（4）端面平面度，前面、后面、左面和右面相互间的平行度和临面垂直度；3）通过步骤2）得出多项机床加工精度数据。

技术总结
本发明涉及一种卧式加工中心镗孔测试件，属于机床精度检测方法的技术领域。其结构为：试件主体为四方形结构，底部与安装底座连接，试件主体前后面分别设有若干个调头镗孔试件，且前后面的调头镗孔试件两两位置对应；在试件主体的右侧设有阶梯镗孔试件，左侧设有铣面试件。该测试件将各试件有效组合在一个试件主体上，测试方法成本低廉，过程易操作、易推广，可以使机床精度检测工作更加全面，为机床装配调整、产品设计改进、产品销售提供更为充分的测试数据支持。试数据支持。试数据支持。


技术研发人员：彭东彪 张亮 孙道金 张允 陈爽 李佳 张兆国 王晓龙 崔成林 吴万旭 邱焕龙 李文波 王健 段会斌 韩诗典 殷亮 马超 褚丽宾
受保护的技术使用者：沈阳机床股份有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/5