阅读说明：本技术 一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法 (High-precision bearing mounting hole machining method based on three-coordinate machine tool ) 是由 贺皑 王建芳 韩晨鹏 张云诏 罗育果 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法,涉及机械制孔领域,待加工轴承工件进行加工时,分为两个加工工序：第一加工工序：从待加工轴承工件孔口的一个孔口端面对孔口进行高精度加工；第二加工工序：从待加工轴承工件孔口的另一个孔口端面对孔口进行高精度加工；在进行两个加工工序前,保证垂直度要求更高的孔口端面加工与孔体粗加工在同一工序面加工完成,并且在以该孔口端面作为两个加工工序的加工时的参考面；在装夹时均使用高精度的块规作为加工基准,本方案保持统一参考面从两个孔口端面对待加工轴承工件的孔口进行加工,并在装夹时使用块规作为参考面,解决了现有技术中加工高精度轴承工件时基准误差过高的问题。(A high-precision bearing mounting hole machining method based on a three-coordinate machine tool relates to the field of mechanical hole machining, and when a bearing workpiece to be machined is machined, the machining method is divided into two machining procedures: a first processing procedure: carrying out high-precision machining on the hole from one hole end face of the hole of the bearing workpiece to be machined; a second processing procedure: carrying out high-precision machining on the hole from the end face of the other hole of the bearing workpiece to be machined; before two machining processes are carried out, the machining of the end face of the orifice with higher requirement on perpendicularity and the rough machining of the hole body are finished on the same process surface, and the end face of the orifice is used as a reference surface for the machining of the two machining processes; the high-precision block gauge is used as a processing standard during clamping, the uniform reference surface is kept to process the orifices of the bearing workpiece to be processed from the end surfaces of the two orifices, the block gauge is used as the reference surface during clamping, and the problem that the standard error is too high during processing of the high-precision bearing workpiece in the prior art is solved.)

一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法

技术领域

本发明涉及机械制孔领域，特别涉及一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法。

背景技术

航空结构件存在较高的安装要求，尤其是在组件之间或部件之间的对接处，有些位置需要在关键结构件上安装轴承，以实现飞机操作要求，同时减少对结构件的磨损。结构件上用来安装轴承的孔称为轴承安装孔，轴承安装孔包括孔体以及孔口端面，其特点是：

1、孔体直径具有较高的精度（H7级）；

2、孔轴线与孔口端面有较高的垂直度要求。

其中，可以通过镗孔等方式满足轴承安装孔的孔体直径要求；但是对于孔轴线与孔口两端端面的垂直度要求，却难以实现，因为机床主轴要分别从孔的两端加工，才能加工出孔口端面。而从两个方向加工，就存在误差。实际生产中，与孔在同一方向加工出来的孔口端面，与孔的垂直度符合设计要求，而换向加工的另一侧孔口端面与孔的垂直度经常达不到设计要求。 进一步分析造成换向加工后孔口端面与孔垂直度不符合要求的原因，其实就是换向加工时基准误差超过了垂直度公差。

因此，需要调整轴承安装孔的加工方法，以降低换向加工时的基准误差，从而解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法，保持统一参考面从两个孔口端面对待加工轴承工件的孔口进行加工，并在装夹时使用高精度的块规作为参考面，进而作为加工基准，解决了现有技术中加工高精度轴承工件时基准误差过高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法，待加工轴承工件进行加工时，分为两个加工工序：

第一加工工序：从待加工轴承工件孔口的一个孔口端面对孔口进行高精度加工；

第二加工工序：从待加工轴承工件孔口的另一个孔口端面对孔口进行高精度加工；

在进行两个加工工序前，保证垂直度要求更高的孔口端面加工与孔体粗加工在同一工序面加工完成，并且在以该孔口端面作为两个加工工序的加工时的参考面；在进行两个加工工序过程中的装夹时均使用高精度的块规作为加工基准。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述第一加工工序中在待加工轴承工件进行一个孔口端面加工时以工件底平面为第一参考面进行调平；完成第一加工工序后，进行第二加工工序时，将待加工轴承工件在翻面进行另一孔口端面加工，并且在加工时以第一参考面作为第二参考面进行调平。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述第一加工工序中进行装夹时，块规贴合覆盖待加工轴承工件被加工区域，以块规的表面替代待加工工件的表面作为第一参考面。

为了更好地实现本方案，进一步地，在第一加工工序中将待加工轴承工件选定一个孔口端面表面贴合的块规表面作为第一参考面进行调平后，所述第二加工工序中的装夹包括以下步骤：

步骤S1准备块规：以第一参考面作为第二参考面，保证第二参考面的表面平面度不超过孔口端面和轴承孔的垂直度公差的一半；

步骤S2装夹块规：将块规固定在机床工作台上，第二参考面朝上，保证第二参考面的水平度不超过孔口端面与轴承孔的垂直度公差的一半；

步骤S3装夹工件：将待加工轴承工件在第一加工工序中选定的孔口端面和块规的下表面贴合，将待加工轴承工件向块规压紧。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述步骤S2装夹块规时使用百分表或杠杆表测量第二参考面的水平度。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述步骤S3中使用压板将待加工轴承工件向块规压紧。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述步骤S3中使用压板将待加工轴承工件向块规压紧时，在压板和待加工轴承工件之间加入软垫片。

在本方案中，首先我们进行加工风险分析，在三坐标机床上加工待加工轴承工件的安装孔的两端端面时，由于机床主轴不能旋转，只能通过将待加工轴承工件翻面加工来实现。翻面后存在以下两个因素容易造成基准误差太大：

1、待加工轴承工件被二次装夹，加工基准不统一；

2、待加工轴承工件自身平面度误差大，无法调平至公差要求范围。

针对上述两个风险因素进行分析并制定解决措施如下：

风险因素1：待加工轴承工件被二次装夹，加工基准不统一；

解决措施：在两次装夹过程中保持相同的加工基准。即第一加工工序中以待加工轴承工件的一端平面为基准进行调平，则翻面加工第二面时必须以该面为基准进行调平。

风险因素2：待加工轴承工件自身平面度误差大，无法调平至公差要求范围；

解决措施：工件经过数控加工后，表面已经比较平整，但却往往达不到基准面的高精度要求。为了降低工件表面不平对调平带来的影响，需要使用高精度的块规，尺寸大小必须覆盖被加工区域。使用方法为，将待加工轴承工件在第一加工工序中选定的表面与块规贴合，以块规的表面替代工件表面进行调平操作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法，保持统一参考面从两个孔口端面对待加工轴承工件的孔口进行加工，并在装夹时使用高精度的块规作为参考面，进而作为加工基准，在加工高精度轴承时对比现有技术加工精度更高；

2.本发明所述的一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法，保持统一参考面从两个孔口端面对待加工轴承工件的孔口进行加工，并在装夹时使用高精度的块规作为参考面，进而作为加工基准，解决了现有技术中加工高精度轴承工件时基准误差过高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的待加工轴承工件的俯视视角示意图；

图2是本发明的待加工轴承工件的左视视角示意图；

图3是本发明的第一加工工序示意图；

图4是本发明的第二加工工序示意图；

图中，1-待加工轴承工件，2-安装孔，3-第一孔口端面，4-第二孔口端面，5-机床，6-块规。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图4对本发明作详细说明。

实施例1

一种基于三坐标机床的高精度轴承安装孔加工方法，对如图1、图2的待加工轴承工件进行加工时，分为两个加工工序：

如图3的第一加工工序：从待加工轴承工件孔口的一个孔口端面对孔口进行高精度加工；

如图4的第二加工工序：从待加工轴承工件孔口的另一个孔口端面对孔口进行高精度加工；

在进行两个加工工序前，保证垂直度要求更高的孔口端面加工与孔体粗加工在同一工序面加工完成，并且在以该孔口端面作为两个加工工序的加工时的参考面；在进行两个加工工序过程中的装夹时均使用高精度的块规作为加工基准。

工作原理：在本方案中，首先我们进行加工风险分析，在三坐标机床上加工待加工轴承工件的安装孔的两端端面时，由于机床主轴不能旋转，只能通过将待加工轴承工件翻面加工来实现。翻面后存在以下两个因素容易造成基准误差太大：

1、待加工轴承工件被二次装夹，加工基准不统一；

2、待加工轴承工件自身平面度误差大，无法调平至公差要求范围。

针对上述两个风险因素进行分析并制定解决措施如下：

风险因素1：待加工轴承工件被二次装夹，加工基准不统一；

解决措施：在两次装夹过程中保持相同的加工基准。即第一加工工序中以待加工轴承工件的一端平面为基准进行调平，则翻面加工第二面时必须以该面为基准进行调平。

风险因素2：待加工轴承工件自身平面度误差大，无法调平至公差要求范围；

解决措施：工件经过数控加工后，表面已经比较平整，但却往往达不到基准面的高精度要求。为了降低工件表面不平对调平带来的影响，需要使用高精度的块规，尺寸大小必须覆盖被加工区域。使用方法为，将待加工轴承工件在第一加工工序中选定的表面与块规贴合，以块规的表面替代工件表面进行调平操作。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，所述第一加工工序中在如图1、2的待加工轴承工件进行一个孔口端面加工时以工件底平面为第一参考面进行调平；完成第一加工工序后，进行第二加工工序时，将待加工轴承工件在翻面进行另一孔口端面加工，并且在加工时以第一参考面作为第二参考面进行调平。

进一步地，如图3的所述第一加工工序中进行装夹时，块规贴合覆盖待加工轴承工件被加工区域，以块规的表面替代待加工工件的表面作为第一参考面。

进一步地，在第一加工工序中将待加工轴承工件选定一个孔口端面表面贴合的块规表面作为第一参考面进行调平后，如图4的所述第二加工工序中的装夹包括以下步骤：

步骤S1准备块规：以第一参考面作为第二参考面，保证第二参考面的表面平面度不超过孔口端面和轴承孔的垂直度公差的一半；

步骤S2装夹块规：将块规固定在机床工作台上，第二参考面朝上，保证第二参考面的水平度不超过孔口端面与轴承孔的垂直度公差的一半；

步骤S3装夹工件：将待加工轴承工件在第一加工工序中选定的孔口端面和块规的下表面贴合，将待加工轴承工件向块规压紧。

进一步地，所述步骤S2装夹块规时使用百分表或杠杆表测量第二参考面的水平度。

进一步地，所述步骤S3中使用压板将待加工轴承工件向块规压紧。

进一步地，所述步骤S3中使用压板将待加工轴承工件向块规压紧时，在压板和待加工轴承工件之间加入软垫片。

工作原理：加工如图1图2所示的高精度的待加工轴承工件，除保证安装孔径公差外，还需保证三个垂直度公差要求，分别是孔轴线与工件面A的垂直度0.5mm，孔口端面3与孔轴线的垂直度0.05mm、孔口端面4与孔轴线的垂直度0.025mm。由于孔口端面4与孔轴线的垂直度要求最高，所以应在同一个加工工序中同一个装夹状态下将孔口端面4与待加工轴承工件安装孔的直径加工到位，具体步骤如下：

第一加工工序，从端面4一侧加工轴承孔及孔口端面，如图2所示。其中，轴承孔先采用钻或铣的方式去除大余量，直径方向留φ2mm余量，再镗削加工到位。孔口端面采用整体硬质合金立铣刀分别进行粗、精铣削加工，先粗加工去除大余量，在端面留0.1mm余量，再精加工端面到位。

第二加工工序的加工方法同第一加工工序。如图4，第二加工工序的装夹步骤如下：

1、步骤S1准备块规：以第一参考面作为第二参考面，保证第二参考面的表面平面度不超过孔口端面和轴承孔的垂直度公差的一半，即0.025mm。

2、装夹块规：将块规固定在机床工作台上，第二参考面朝上，保证第二参考面的水平度不超过孔口端面与轴承孔的垂直度公差的一半，即0.025mm。如不符合要求，则进行调整，调整方法之一为在工装底面边缘加塞薄垫片。

3、装夹工件：将待加工轴承工件在第一加工工序中选定的孔口端面和块规的下表面贴合，将待加工轴承工件向块规压紧。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。