用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统技术方案

用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统，所述箱体或壳体类零件上形成有主定位基准和过渡基准，其中，所述加工系统包括数控加工设备(5)和用于检测过渡基准零点(WZP1)相对于主定位基准零点(WZP2)在所述数控加工设备的机床坐标系中沿X轴、Y轴和Z轴方向的实测距离值的检测装置(4)，该检测装置(4)能够将检测信号传输到所述数控加工设备(5)的数控单元。本实用新型专利技术通过补偿过渡基准与主定位基准之间的实际偏差，消除了箱体或壳体类零件加工过程中因基准不统一而产生基准不重合的误差，从而提高了箱体或壳体类零件的加工质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种箱体或壳体类零件的加工系统，具体地，涉及一种箱体或壳体类零件加工过程中用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统。
技术介绍
在机械加工中经常需要加工箱体或壳体类零件，例如发动机缸体、发动机缸盖、油底壳、曲轴箱、齿轮壳等，这些零件的加工一般具有一个通用的主定位基准，在加工过程中应当尽可能地采用主定位基准对箱体或壳体类零件进行定位装夹，以使得机加工过程中的定位基准保持统一，减小加工误差。但是，在箱体或壳体类零件加工过程中不可避免地会出现一些待加工结构不适合采用主定位基准进行定位的情形，例如待加工结构需要形成在主定位基准的主要定位基面上，此时往往需要采用过渡定位基准进行定位装夹。为了说明问题，以下主要以发动机缸体的加工为例进行说明。 发动机缸体作为发动机零部件的主要安装载体，其上形成有多个安装面和安装孔。发动机缸体在加工过程中涉及相对复杂的加工工艺，大致的加工流程如下粗加工顶平面、底面一精加工定位基准(即底面、两定位销孔)一粗精加工前、后端面一第一次镗缸孔、铣瓦座两侧面等一各深孔加工一第二次镗缸孔一缸体六个面的孔、凸台等的加工一缸孔粗镗、珩磨加工一精铣顶平面一成品。公知地，在发动机缸体的加工过程中遵循六点定位原贝U，理想地，其应当采用一面二销进行定位，即应当利用缸体底面(油底壳安装面)及底面上的两个定位销作为主定位基准，来完成缸体的大部分粗加工工序和全部精加工工序，这种定位方法保证了理论上的六点定位原则，即平面三点、圆柱销二点、菱形销一点。但是，上述发动机缸体的加工流程，不同的生产厂家根据自身的生产实践情况会存在变化。普遍地，由于专业的发动机生产厂家大多具有自身的外部协作厂家，发动机缸体的部分加工工序(尤其是粗加工工序)常常由外部协作厂家完成，这使得通过主定位基准来完成缸体的大部分粗加工工序和全部精加工工序存在困难。具体地，例如，目前本申请人具有两条发动机缸体生产线，每条发动机生产线均采用加工中心(例如德国Cross Hu11 er公司的Star500型卧式加工中心，其为四轴联动设计，通用性较强)和专用机床进行组合生产。加工中心负责一些轻载的粗加工，如钻孔攻丝等，专用机床负责关键部位的加工，如曲轴、缸孔、顶面等部位的半精加工和精加工。其中，发动机缸体的重载粗加工全部由外协厂家进行外委加工，如缸孔粗加工、曲轴孔及开档面粗加工等。为了避免基准转换误差，外委的主要项目加工时所用的定位基准主要为公知的发动机缸体加工的主定位基准，即缸体底面(即油底壳安装面)和底面上的两个定位销孔，因而缸体底面和底面上的两个定位销孔也需要外委加工。但是，发动机缸体底部除了底面及定位销孔需要加工外，还常常需要加工喷油嘴安装孔、润滑油孔等，在外部协作厂家将缸体半成品送达后，这些缸体底面上的孔需要由申请人通过加工中心自行加工，这必然涉及到发动机缸体在加工中心上的定位装夹，由于需要加工的孔位于发动机缸体的底面上，因此在加工这些项目时就很难采用上述正常的“一面二销”的主定位基准。为解决上述问题，普遍的作法是在发动机缸体上的其它侧面上形成一个过渡基准，例如在发动机缸体的排气侧侧面上形成作为定位基面的工艺凸台，然后用这个过渡基准进行定位，来加工发动机缸体底部的项目，例如润滑油孔等。在此情形下，由于实际上采用过渡基准进行定位，缸体上形成的主定位基准(即“一面两销”)并不实际起到定位作用。具体地，适当参见图I所示，例如在加工中心上加工时，发动机缸体以过渡基准作为实际定位基准通过夹具定位夹紧，夹具上的定位元件与发动机缸体上构成过渡基准的基面形成的过渡基准零点表示为WZPl，机床坐标系零点表示为MZP。在加工中心B轴(即转动平台)转角为180度时，工件底面朝向机床主轴，此时假定WZPl在机床X、Y、Z三个方向上相对于机床坐标系零点MZP的距离分别为212. 5mm,380mm, -83mm。在此情形下，假定需要在缸体底面上钻一个孔，孔号为H6001，该孔在X、Y两个方向上距离过渡基准零点WZPl分别为-255.5mm、235mm，孔口在Z方向距离WZPl的距离为383mm。此时，在加工中心上进行 加工的传统加工工艺具体如下，为帮助理解给出了加工中心采用的加工程序，其中加工中心采用通用的Simens (西门子)数控系统(对于本领域技术人员公知地，下述的加工程序中分号后为具体程序语句的注释语，仅帮助阅读调试程序，并不为加工中心执行)第一，设置加工孔H6001时的坐标系，将坐标零点由机床零点MZP偏移到过渡基准零点WZPI。$P_UIFR =212. 5 ；WZP1 与 MZP 在 X 方向相差 212. 5mm$P_UIFR =380 ； WZPl 与 MZP 在 Y 方向相差 380mm$P_UIFR =-83 ； WZPl 与 MZP 在 Z 方向相差 83mm$P_UIFR =0 ； WZPl 与 MZP B 轴角度一致第二，用G54调用所设定的坐标系，并在此坐标系下编制加工程序。GO G54X-255. 5 Y235M3D1 ;主轴快速移到 X-255. 5 Y235 的位置GO Z=383+3 ；主轴沿Z轴快速移到离孔口 3mm的位置Gl Z=383-10 ；钻孔，孔深 IOmmGO Z600 ；Z轴快速退到安全位置通过传统加工工艺可以看出，该传统的加工工艺及其加工系统在对上述缸体的加工中，采用的实际定位基准为过渡基准，在加工过程中也是以该过渡基准形成的过渡基准零点作为工件坐标系零点。但是，如上所述，发动机缸体的主要粗加工工序以及全部精加工工序应当采用主定位基准作为定位基准进行加工，所述主定位基准一般根据发动机缸体的设计基准进行选择，因此所述主定位基准可以近似认为是发动机缸体的设计基准，而过渡基准仅是加工过程中为便于加工采用的临时基准。公知地，在机械加工过程中，应当遵循基准统一和基准重合原则，发动机缸体加工过程中应当尽可能统一采用主定位基准(即上述“一面二销”)作为加工定位基准，以避免采用不同定位基准带来的误差。在采用上述过渡基准作为定位基准的情形下，由于过渡基准的加工误差、采用过渡基准进行定位时的装夹误差，必然会导致过渡基准与主定位基准之间存在偏差，即产生所谓的基准不重合误差，这会影响到发动机缸体底面的相关加工项目的加工精度，从而导致发动机缸体的加工精度不高，严重时甚至导致发动机缸体成为废品。上述机加工过程中的缺陷普遍存在于箱体或壳体类零件的加工过程中，而并不限于上述发动机缸体。有鉴于此，需要设计一种用于箱体或壳体类零件的加工系统，以通过新型的加工方式克服现有技术的上述缺陷。
技术实现思路
本技术还要解决的技术问题是提供一种用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统，该加工系统能够在采用过渡基准作为箱体或壳体类零件加工定位基准的情形下有效地补偿因基准不统一而产生的加工误差，从而提高箱体或壳体类零件的加工精度。为了解决上述技术问题，本技术提供一种用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统，所述箱体或壳体类零件上形成有主定位基准和过渡基准，其中，所述加工系统包括数控加工设备和用于检测过渡基准零点相对于主定位基准零点在所述数控加工设备的机床坐标系中沿X轴、Y轴和Z轴方向的实测距离值的检测装置，该检测装置能本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统，所述箱体或壳体类零件上形成有主定位基准和过渡基准，其特征在于，所述加工系统包括数控加工设备(5)和用于检测过渡基准零点(WZP1)相对于主定位基准零点(WZP2)在所述数控加工设备的机床坐标系中沿X轴、Y轴和Z轴方向的实测距离值的检测装置(4)，该检测装置(4)能够将检测信号传输到所述数控加工设备(5)的数控单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟武，
申请(专利权)人：北京福田康明斯发动机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：