基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法
【專利說明】基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于高精度機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，用于高指向精度空間平面的精密修整。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，隨著星載儀器的指向精度要求提高，對載荷安裝平面的指向精度也提出了更高的要求。
[0005]針對衛(wèi)星載荷安裝面高精度指向角度需求，根據(jù)任意空間平面可以經(jīng)兩次旋轉(zhuǎn)而平行于其他平面的原理，要提高修整面的指向精度，需解決待修整面旋轉(zhuǎn)過程的精準(zhǔn)定位和高精度角度測量問題。經(jīng)緯儀+棱鏡高精度測角系統(tǒng)測量精度高達(dá)10"，可以解決角度測量精度的難題。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，針對高精度載荷安裝平面，傳統(tǒng)工藝采用先粗加工，然后反復(fù)鏟刮、測量的修整方法，難以達(dá)到設(shè)計(jì)精度。因此，業(yè)界需要一種高精度修整方法來達(dá)到指向精度要求。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，利用經(jīng)緯儀+棱鏡測角系統(tǒng)和精測工裝，準(zhǔn)確定位待修整面空間平面的兩次旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)高指向精度的定位，最終實(shí)現(xiàn)空間平面的高指向精度修整。
[0009]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供了一種基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，步驟包括:
(1)以機(jī)床坐標(biāo)平面為基準(zhǔn)，安裝固定兩軸轉(zhuǎn)臺，調(diào)整轉(zhuǎn)臺安裝面與機(jī)床坐標(biāo)平面平行度；
(2)待修整工件粘貼標(biāo)準(zhǔn)棱鏡，并固定在兩軸轉(zhuǎn)臺上，調(diào)整待加工件初始位置與機(jī)床坐標(biāo)軸平行度；
(3)以待加工件初始位置為基準(zhǔn)，兩軸轉(zhuǎn)臺繞機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度通過經(jīng)緯儀+棱鏡的測角系統(tǒng)準(zhǔn)確定位；
(4)兩軸轉(zhuǎn)臺繞另一軸旋轉(zhuǎn)，使得精測工裝對刀面垂直于機(jī)床主軸，使工件待修整面處于加工狀態(tài)；
(5)機(jī)床主軸安裝刀具，對待修整面進(jìn)行修整，直到精度達(dá)到要求。
[0010]一些實(shí)施例中，調(diào)整轉(zhuǎn)臺安裝面與機(jī)床坐標(biāo)平面平行度要求小于0.01mm，調(diào)整待加工件初始位置與機(jī)床坐標(biāo)軸平行度小于0.01_。
[0011]進(jìn)一步，步驟(3)中采用經(jīng)緯儀A、經(jīng)緯儀B，經(jīng)緯儀A瞄準(zhǔn)工件上的棱鏡光軸，兩軸轉(zhuǎn)臺繞機(jī)床Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)55°?65°，經(jīng)緯儀B瞄準(zhǔn)棱鏡光軸，經(jīng)緯儀A、經(jīng)緯儀B對瞄，計(jì)算轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角，直至轉(zhuǎn)角誤差小于10"。
[0012]進(jìn)一步，步驟(4)中兩軸轉(zhuǎn)臺繞另一軸旋轉(zhuǎn)過程中微調(diào)兩軸轉(zhuǎn)臺，直至平行度小于
0.01mm，步驟(5)中對待加工平面進(jìn)行加工，直至平面度小于0.01mm。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)工藝無法準(zhǔn)備保證指向精度的不足。通過在普通數(shù)控加工中，弓丨入高精度測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測量-加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一，實(shí)時(shí)在線測量轉(zhuǎn)角精度，保證角度定位精度。發(fā)明具有操作簡單，精度高，適用于高指向精度平面的精密修整。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為待修整結(jié)構(gòu)件示意圖；
圖2為待修整結(jié)構(gòu)件加工前安裝狀態(tài)一示意圖；
圖3為待修整結(jié)構(gòu)件加工前安裝狀態(tài)二示意圖；
圖4為待修整結(jié)構(gòu)件加工狀態(tài)示意圖；
圖5為精測工裝截面示意圖；
圖6為基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法流程圖；
上述圖中編號表示:1-結(jié)構(gòu)件、2-基準(zhǔn)棱鏡、3-兩軸轉(zhuǎn)臺、4-機(jī)床工作臺、5-1-經(jīng)緯儀A、5-2-經(jīng)緯儀B、6-精測工裝。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法具體實(shí)施例。
[0018]如圖1所示，待加工的工件為長1000mm的橫梁支架類結(jié)構(gòu)件1，待修整面是一個空間平面，其法向與X軸夾角ct為60° ±Γ，與Χ0Υ平面夾角β為60° ±1'，平面度要求為 0.01 mm η
[0019]本發(fā)明中，基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，包括以下步驟: 步驟一、兩軸轉(zhuǎn)臺3固定在機(jī)床臺面4上，調(diào)整兩軸轉(zhuǎn)臺3安裝面與機(jī)床XWY。平面平行度小于0.01mm ;
步驟二、結(jié)構(gòu)件1上粘貼標(biāo)準(zhǔn)棱鏡2，標(biāo)準(zhǔn)棱鏡經(jīng)過精度校核，其指向誤差小于10〃。將結(jié)構(gòu)件1固定在兩軸轉(zhuǎn)臺3上，調(diào)整結(jié)構(gòu)件IX軸與機(jī)床X。平行度小于0.01mm,并安裝精測工裝6，精測工裝6結(jié)構(gòu)簡單，其安裝面平面度為0.005mm,對刀面平面度為0.005mm,對刀面與安裝面角度為60° ±10〃，可以通過粗加工-> 精加工-> 研磨有效保證精測工裝精度；步驟三、用經(jīng)緯儀A5-1瞄準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件1上的棱鏡2光軸，如圖2所示；如圖3所示，兩軸轉(zhuǎn)臺3繞機(jī)床Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)約60°，經(jīng)緯儀5-2瞄準(zhǔn)棱鏡2光軸，經(jīng)緯儀A5-1、經(jīng)緯儀B5-2對瞄，計(jì)算轉(zhuǎn)臺3轉(zhuǎn)角，直至轉(zhuǎn)角誤差小于10〃 ；
步驟四、結(jié)合圖4、圖5，兩軸轉(zhuǎn)臺3繞機(jī)床Y。軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)約β角，機(jī)床主軸千分表測量精測工裝6對刀面與機(jī)床&0Y。平行度，并微調(diào)兩軸轉(zhuǎn)臺，直至平行度小于0.01mm,；步驟五、機(jī)床主軸安裝刀具，對待加工平面進(jìn)行加工，直至平面度小于0.01mm。
[0020]整個基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法流程如圖6所示。
[0021]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述方法包含以下如下步驟: (1)以機(jī)床坐標(biāo)平面為基準(zhǔn)，安裝固定兩軸轉(zhuǎn)臺，調(diào)整轉(zhuǎn)臺安裝面與機(jī)床坐標(biāo)平面平行度； (2)待修整工件粘貼標(biāo)準(zhǔn)棱鏡，并固定在兩軸轉(zhuǎn)臺上，調(diào)整待加工件初始位置與機(jī)床坐標(biāo)軸平行度； (3)以待加工件初始位置為基準(zhǔn)，兩軸轉(zhuǎn)臺繞機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度通過經(jīng)緯儀+棱鏡的測角系統(tǒng)準(zhǔn)確定位； (4)兩軸轉(zhuǎn)臺繞另一軸旋轉(zhuǎn)，使得精測工裝對刀面垂直于機(jī)床主軸，使工件待修整面處于加工狀態(tài)； (5)機(jī)床主軸安裝刀具，對待修整面進(jìn)行修整，直到精度達(dá)到要求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，調(diào)整轉(zhuǎn)臺安裝面與機(jī)床坐標(biāo)平面平行度要求小于0.01_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，調(diào)整待加工件初始位置與機(jī)床坐標(biāo)軸平行度小于0.01_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步驟(3)中采用經(jīng)緯儀A、經(jīng)緯儀B，經(jīng)緯儀A瞄準(zhǔn)工件上的棱鏡光軸，兩軸轉(zhuǎn)臺繞機(jī)床Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)55°?65°，經(jīng)緯儀B瞄準(zhǔn)棱鏡光軸，經(jīng)緯儀A、經(jīng)緯儀B對瞄，計(jì)算轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角，直至轉(zhuǎn)角誤差小于10"。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步驟(4)中兩軸轉(zhuǎn)臺繞另一軸旋轉(zhuǎn)過程中微調(diào)兩軸轉(zhuǎn)臺，直至平行度小于0.01mmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步驟(5)中對待加工平面進(jìn)行加工，直至平面度小于0.01mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于測量-加工一體化的高指向精度平面修整方法，首先以機(jī)床坐標(biāo)平面為基準(zhǔn)，安裝固定兩軸轉(zhuǎn)臺，調(diào)整轉(zhuǎn)臺安裝面與機(jī)床坐標(biāo)平面平行度；待修整工件粘貼標(biāo)準(zhǔn)棱鏡，并固定在兩軸轉(zhuǎn)臺上，調(diào)整待加工件初始位置與機(jī)床坐標(biāo)軸平行度；以待加工件初始位置為基準(zhǔn)，兩軸轉(zhuǎn)臺繞機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度通過經(jīng)緯儀+棱鏡的測角系統(tǒng)準(zhǔn)確定位；兩軸轉(zhuǎn)臺繞另一軸旋轉(zhuǎn)，使得精測工裝對刀面垂直于機(jī)床主軸，使工件待修整面處于加工狀態(tài)；最后機(jī)床主軸安裝刀具，對待修整面進(jìn)行修整，直到精度達(dá)到要求本發(fā)明克服了傳統(tǒng)工藝無法準(zhǔn)備保證指向精度的不足。該方法具有操作簡單，精度高，適用于高指向精度平面的精密修整，可保證角度定位精度。
【IPC分類】B23P6/00, B23Q17/00
【公開號】CN105290701
【申請?zhí)枴緾N201410248333
【發(fā)明人】李軍利, 李志慧, 肖寧斌, 劉錦, 宋華輝
【申請人】上海衛(wèi)星裝備研究所
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年6月6日