三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统及其加工和检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统及其加工和检测方法，系统包括加工中心、精铣机床、钻床和测量仪，且所在位置构成正方形，所述卧式加工中心、精铣床和钻床两两之间设有传送带，加工中心与测量仪之间设有传送带。方法包括精铣和半精铣，半精铣根据着色探伤的要求放余量，按照加工顺序对壳体交替进行铣削和组合，将壳体逐步组装。测量同轴度时当基准轴线过短，以距离最远的两个孔心为基准来评测其余孔心的偏移量。本发明专利技术能够最大效率地利用各设备，减少占地面积，减轻工人负担，节省时间与人力，提高箱体尺寸与组装精度，使加工程序简单易操作，提高箱体尺寸精度，不易变形，减少测量误差，确保孔系定位的准确度。

Machining and testing system of three split large inclination inclined box and its processing and testing method

The invention discloses a three split big inclination angle box processing and detection system and its processing and detection method, system including machining center, milling machine, drilling machine and measuring instrument, and the location of a square, the conveyor belt is arranged between the horizontal machining center, precision milling machine and drilling machine 22, the conveyor belt is arranged between the the machining center and measuring instrument. The methods include finish milling and semi finish milling, semi finish milling according to the requirements of color inspection, allowance for machining allowance, milling and combination of the shell according to the processing sequence, and gradually assembling the shell. When measuring the coaxiality, when the reference axis is too short, the offset of the rest core is evaluated based on the two holes at the farthest distance. The invention can use the equipment for maximum efficiency, reduce the area, reduce the burden of the workers, save time and manpower, improve the size and precision assembly, the processing procedure is simple and easy to operate, improve the size precision, easy to deformation, reduce measurement error, ensure the accuracy of the positioning holes.

【技术实现步骤摘要】
三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统及其加工和检测方法
本专利技术涉及船用设备加工领域，更具体地，涉及一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统及其加工方法和检测方法。
技术介绍
在船舶运输过程中经常用到一种三剖分式的大倾角倾斜箱体，该箱体用于承载齿轮件。如图2所示，箱体可拆分为三个独立的壳体，用螺栓和销子连接，箱体组合后，拥有三组孔系。三剖分式的齿轮箱箱体易变形，加工难度大，牵涉大量的加工技巧。大倾角的倾斜齿轮箱也是工业实践中的难题，需要专用工装和大量的三角函数计算。现有的加工系统体积庞大，操作复杂繁琐，工人负担重，加工技术程序复杂，且不能保证尺寸及组装精度，孔系偏移误差大。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统并公开了其加工方法和检测方法，能够最大效率地利用各设备，减少占地面积，减轻工人负担，节省时间与人力，提高箱体尺寸与组装精度，使加工程序简单易操作，提高箱体尺寸精度，不易变形，减少测量误差，确保孔系定位的准确度。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，包括加工中心、精铣机床、钻床和测量仪，且所在位置构成正方形，所述卧式加工中心、精铣床和钻床两两之间设有传送带，加工中心与测量仪之间设有传送带。上述加工中心与精铣机床之间的传送带为双向传送带，精铣机床与钻床之间的传送带传送方向设为从精铣机床传向钻床，加工中心与钻床之间的传送带传送方向设为从钻床传向加工中心，加工中心与测量仪之间的传送带传送方向设为从加工中心传向测量仪。上述加工中心为卧式加工中心，所述精铣机床为龙门铣床，所述钻床为摇臂钻床，所述测量仪为三坐标测量仪。上述加工中心与精铣机床均配有一种倾斜工装，倾斜工装的角度能够根据待加工壳体的角度进行调节。倾斜工装的竖直面设有多个档位，斜面与不同档位连接形成不同的角度，当角度与待加工壳体角度相同时，将壳体置于工装上，可竖直铣削剖分面。倾斜工装的斜面上设有一排销子，销子的母线形成一个平面，用于定位壳体凸缘法兰的侧面。壳体上、下凸缘法兰的侧面需预先铣至平行，皆在工装的同一排销子上定位，壳体翻身铣削时可保证倾斜角度正确。一种使用上述加工检测系统进行的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工方法，包括精铣和半精铣，半精铣根据着色探伤的要求放余量，按照加工顺序对壳体交替进行铣削和组合，将壳体逐步组装；其中，所述加工顺序如下：(1)分别半精铣A壳体和B壳体的剖分面，然后将A壳体和B壳体组合后，做Ⅰ基准孔；(2)半精铣A壳体和B壳体组合件的剖分面；(3)在C壳体上做Ⅱ基准孔，然后半精铣C壳体的剖分面和底面；(4)在三个壳体上分别钻拼箱孔然后组合成箱体；(5)分别半精镗三组孔系，然后将箱体拆分，擦光各剖分面；(6)将A壳体和B壳体组合，然后精铣组合件的剖分面，再精铣C壳体的剖分面和底面；(7)将三个壳体组合，精镗各孔系。上述半精铣过程中，各壳体的剖分面和底面所留余量均为0.8mm。上述加工方法中使用工艺基准孔保证孔、面的几何关系，铣削剖分面前用卧式加工中心做出工艺基准孔，铣剖分面时用百分表测量基准孔的母线和待加工剖分面的距离。上述加工方法步骤(5)中精镗孔系时，坐标的确定方法为：(1)用百分表找正II基准孔的孔心，然后用顶针检查剖分面和底面的余量情况，余量记为a，将该孔心坐标存储为工件坐标系1，将主轴沿剖分面的垂直方向偏移a，则主轴恰好位于剖分面上，将此时的主轴坐标存储为工件坐标系2；(2)根据工件坐标系2半精镗各孔系，由于剖分面有a余量，所以各孔系的相对位置必须考虑剖分面余量，使用CAD软件可绘制出半精镗的坐标图；(3)以图纸净尺寸为准，孔系I的坐标为(X1，Y1)，孔系II的坐标为(X2，Y2)，孔系III的坐标为(X3，Y3)，由于孔系II为工件坐标系2的原点，所以X2＝0，Y2＝0，剖分面有a余量，箱体倾角为θ，则该余量X方向的长度为ΔX＝asinθ，Y方向的长度为ΔY＝acosθ，因此，孔系I的半精镗孔心坐标为(X1+asinθ，Y1+acosθ)，孔系III的半精镗孔系坐标仍为(X3，Y3)。上述加工方法步骤(7)中的精镗各孔系，在确定各孔的中心距时，按以下方法确定主轴移动距离：制造一个矩形块，严格保证矩形块的长度L，用螺栓将矩形块固定在箱体端面上，用百分表保证矩形块的角度位置；主轴精镗完孔系I后，用量块实测主轴与矩形块的距离L1，主轴的X坐标偏移Lx，用量块实测主轴与矩形块的距离L2，用外径千分尺实测主轴的直径D，则主轴半径为R＝D/2；实际的Lx＝2R+L1+L2+L，按照该值调整主轴的坐标；主轴Y方向由于移动距离短，根据加工中心的坐标加工即可。一种三剖分式大倾角倾斜箱体的检测方法，使用三坐标计量仪测量同轴度，当基准轴线较长时，采用传统的同轴度定义来评价同轴度，当基准轴线过短时，以距离最远的两个孔心为基准来评测其余孔心的偏移量，具体方法为：每个孔用三坐标测量仪测量2个截面，则基准孔与待测孔可测出4个截面的孔心坐标，分别记为a、b、c、d，设ab距离为L1，bc距离为L2，cd距离为L3；假设a、b、c、d四点完全共线，即同轴度为零，由于三坐标测量仪存在少量误差，假设b点的测量误差为Δx，则以ab轴线为基准时，测得的d点出现的偏移量为：本来a、b、c、d四点是共线的，测出的d点却出现了不小的偏移，且与L2、L3、Δx成正比，与L1成反比。因此，当L1很短，且L2很长时，三坐标计量仪测出的同轴度为虚假数据，在生产中无实际意义。L1越短，L2越长，则误差被放大得越厉害。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所述的加工与检测系统，能够最大效率地利用各设备，减少占地面积，减轻工人负担，节省时间与人力，提高箱体尺寸与组装精度。(2)本专利技术所述加工方法，将加工分为半精加工和精加工，并按照次序将壳体逐步地组合，可显著减少应力变形。(3)本专利技术加工前做出工艺基准孔，可保证孔、面的几何关系。(4)采用矩形块实测主轴偏移量可以提高卧式加工中心的定位精度。(5)用三坐标计量仪测量同轴度的方法可以极大的减少测量误差，提高数据精确度，确保孔系定位准确。附图说明图1为本专利技术所述三剖分式大倾角倾斜箱体的加工和检测系统的结构布局示意图。图2为本专利技术所述三剖分式大倾角倾斜箱体的结构图。图3为本专利技术实施例步骤(1)的工艺状态图。图4为本专利技术实施例步骤(2)的工艺状态图。图5为本专利技术实施例步骤(3)的工艺状态图。图6为本专利技术实施例步骤(4)的工艺状态图。图7为本专利技术实施例步骤(5)的工艺状态图。图8为本专利技术实施例步骤(5)所述的凸缘法兰侧面标示图。图9为本专利技术实施例步骤(6)加工C壳体剖分面的工艺状态图。图10为本专利技术实施例步骤(6)加工C壳体底面的工艺状态图。图11为本专利技术实施例步骤(8)的工艺状态图。图12为本专利技术实施例步骤(10)的工艺状态图。图13为本专利技术实施例步骤(11)中加工C壳体剖分面的工艺状态图。图14为本专利技术实施例步骤(11)中加工C壳体底面的工艺状态图。图15为本专利技术实施例步骤(13)中校正坐标的工艺状态图。图中：1-A壳体，2-B壳体，3-C壳体，4-Ⅰ孔系(Ⅰ基准孔)，5-Ⅱ孔系(Ⅱ基准孔)，6-Ⅲ孔系(Ⅲ基准孔)，7-D剖分面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，其特征在于包括加工中心、精铣机床、钻床和测量仪，且所在位置构成正方形，所述卧式加工中心、精铣床和钻床两两之间设有传送带，加工中心与测量仪之间设有传送带。

【技术特征摘要】
1.一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，其特征在于包括加工中心、精铣机床、钻床和测量仪，且所在位置构成正方形，所述卧式加工中心、精铣床和钻床两两之间设有传送带，加工中心与测量仪之间设有传送带。2.根据权利要求1所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，其特征在于所述加工中心与精铣机床均配有一种倾斜工装(18)，倾斜工装(18)的角度能够根据待加工壳体的角度进行调节。3.根据权利要求2所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，其特征在于所述倾斜工装(18)的竖直面设有多个档位，斜面与不同档位连接形成不同的角度，斜面上设有一排销子(19)，销子的母线形成一个平面。4.一种三剖分式大倾角倾斜箱体的加工方法，基于权利要求1所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工与检测系统，所述箱体可拆分为三个独立的壳体，用螺栓和销子连接，箱体组合后，拥有三组孔系，其特征在于包括精铣和半精铣，半精铣根据着色探伤的要求放余量，按照加工顺序对壳体交替进行铣削和组合，将壳体逐步组装。5.根据权利要求4所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工方法，其特征在于所述加工顺序如下：(1)分别半精铣A壳体(1)和B壳体(2)的剖分面，然后将A壳体(1)和B壳体(2)组合后，做Ⅰ基准孔(4)；(2)半精铣A壳体(1)和B壳体(2)组合件的剖分面；(3)在C壳体(3)上做Ⅱ基准孔(5)，然后半精铣C壳体(3)的剖分面和底面；(4)在三个壳体上分别钻拼箱孔然后组合成箱体；(5)分别半精镗三组孔系，然后将箱体拆分，擦光各剖分面；(6)将A壳体(1)和B壳体(2)组合，然后精铣组合件的剖分面，再精铣C壳体(3)的剖分面和底面；(7)将三个壳体组合，精镗各孔系。6.根据权利要求4所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工方法，其特征在于所述加工方法中使用工艺基准孔保证孔、面的几何关系，铣削剖分面前用卧式加工中心做出工艺基准孔，铣剖分面时用百分表测量基准孔的母线和待加工剖分面的距离。7.根据权利要求5所述的三剖分式大倾角倾斜箱体的加工方法，其特征在于所述步骤(5)中精镗孔系时，坐标的确定方法为：(1)用百分表找正II基准孔(5)的孔心，然后用顶针检查剖分面和底面的余量情况，余量记为a，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欣荣，徐阳，占雄辉，李泽军，陈兵，
申请(专利权)人：南京高精船用设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32