本申請涉及刀具加工的，具體而言，涉及一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、在機械加工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會用到鉆頭和u鉆，u鉆的剛性更好可直接在工件上加工，無需中心鉆打引導(dǎo)孔并且u鉆刀體前端裝有可更換的刀片，從而降低了使用的成本，提高了生產(chǎn)效率。

2、u鉆主要加工區(qū)域主要是刀體定位面、頂斜面、刀片槽、出水孔和排屑槽等，主要分布在14個不同的角度方位上，需要數(shù)控車、五軸設(shè)備進行定位及聯(lián)動銑削加工、熱處理等多工序加工。u鉆的刀片槽為直接切削工件的部位，因此在刀片槽的加工是整個u鉆加工過程最為關(guān)鍵的工序，加工復(fù)合要求的刀片槽位置是保證u鉆產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵要素。

3、傳統(tǒng)加工u鉆方式，需要每次對u鉆進行“打表找正”非常費時費力。并且z向基準，只能靠治具平面保證，對治具及人工裝夾要求較高，可靠性不高，從而無法滿足u鉆尤其是刀片槽高精度的加工要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請實施例的目的在于提供一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)和方法，解決傳統(tǒng)加工u鉆的方式無法滿足u鉆高精度要求的技術(shù)問題。

2、第一方面，本申請實施例提供了一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，包括：加工機床和夾頭工裝，所述加工機床包括數(shù)控系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和在機檢測系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)與所述進給系統(tǒng)電性連接，所述數(shù)控系統(tǒng)還分別與所述在機檢測系統(tǒng)的探頭電性連接，所述進給系統(tǒng)用于驅(qū)動所述夾頭工裝運動；

3、所述夾頭工裝橫向夾持有待加工的毛坯，所述探頭用于檢測所述毛坯一端柄徑側(cè)壁面的平面度，所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述柄徑側(cè)壁面的平面度計算其平面度誤差；

4、所述進給系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)所述夾頭工裝，以使所述毛坯縱向夾持在所述夾頭工裝上，且將探測出的所述柄徑側(cè)壁面的長度方向作為所述毛坯的縱向基準；

5、所述探頭還用于檢測所述毛坯另一端頂基準柱直面沿所述毛坯長度方向的直線度且計算直線度誤差，且將該直線作為所述毛坯的旋轉(zhuǎn)軸基準；

6、所述探頭用于檢測所述毛坯中間頂部側(cè)壁的圓柱度，所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述圓柱度計算所述毛坯的圓柱度誤差，且將檢測出的所述毛坯的坐標信息作為其水平面基準；

7、所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述直線度誤差和所述圓柱度誤差控制所述進給系統(tǒng)擺動所述夾頭工裝，以使所述毛坯擺正。

8、在可能的實施方式中，所述夾頭工裝包括夾具底座、夾具基體、壓帽和夾頭；所述夾具底座與所述加工系統(tǒng)的設(shè)備工作轉(zhuǎn)臺連接，所述夾具基體與所述夾具底座連接；所述夾具基體上設(shè)置有裝夾孔，用于裝夾所述毛坯，所述壓帽與所述夾頭卡扣連接且分別套設(shè)在所述毛坯的外側(cè)壁上；所述壓帽的外周側(cè)設(shè)置有匹配所述裝夾孔內(nèi)螺紋的外螺紋，所述夾頭為er40夾頭，所述壓帽螺紋旋入所述裝夾孔時，所上述夾頭的多個夾爪分別沿所述毛坯的外側(cè)圓周方向等間距地施加壓緊力。

9、在可能的實施方式中，所述壓帽沿軸向貫穿開設(shè)裝配孔，所述裝配孔的內(nèi)壁從上到下依次設(shè)置有第一斜面、凸臺、凹槽、第二斜面和內(nèi)螺紋；所述夾頭的外壁從上到下依次設(shè)置有第三斜面和卡扣槽，所述夾頭上開設(shè)避空槽，所述避空槽包括上部避空槽和下部避空槽，且所述夾頭的頂面圍繞中心軸線均勻開設(shè)三道以上的所述上部避空槽，所述夾頭的底面圍繞中心軸線均勻開設(shè)三道以上的所述下部避空槽，所述上部避空槽與所述下部避空槽數(shù)量相同且互相交錯設(shè)置。

10、在可能的實施方式中，所述壓帽與所述夾頭卡扣連接，且所述第一斜面與所述第三斜面對應(yīng)設(shè)置；所述壓帽設(shè)置在所述夾具底座上，且所述壓帽的內(nèi)螺紋與所述螺柱的外螺紋通過螺紋連接。

11、在可能的實施方式中，所述壓帽和所述夾頭分別夾持在所述毛坯中部的設(shè)定位置；所述設(shè)定位置位于所述柄徑側(cè)壁面和所述頂基準柱直面之間，且靠近所述柄徑側(cè)壁面位于所述毛坯的一端。

12、第二方面，本申請實施例提供了一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工方法，其特征在于，應(yīng)用于u鉆刀片槽加工的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：加工機床和夾頭工裝；所述加工機床包括數(shù)控系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和在機檢測系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)與所述進給系統(tǒng)電性連接，所述數(shù)控系統(tǒng)還分別與所述在機檢測系統(tǒng)的探頭電性連接；所述方法包括：

13、將待加工的毛坯橫向夾持在所述夾頭工裝上；

14、所述探頭檢測所述毛坯一端柄徑側(cè)壁面的平面度，所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述柄徑側(cè)壁面的平面度計算其平面度誤差；

15、所述進給系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)所述夾頭工裝使所述毛坯縱向夾持在所述夾頭工裝上，且將探測出的所述柄徑側(cè)壁面的長度方向作為所述毛坯的縱向基準；

16、所述探頭檢測所述毛坯另一端頂基準柱直面沿所述毛坯長度方向的直線度且計算直線度誤差，且將該直線作為所述毛坯的旋轉(zhuǎn)軸基準；

17、所述探頭檢測所述毛坯中間頂部側(cè)壁的圓柱度，所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述圓柱度計算所述毛坯的圓柱度誤差，且將檢測出的所述毛坯的坐標信息作為其水平面基準；

18、所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述直線度誤差和所述圓柱度誤差控制所述進給系統(tǒng)擺動所述夾頭工裝，以使所述毛坯擺正。

19、在可能的實施方式中，所述夾頭工裝包括夾具底座、夾具基體、壓帽和夾頭，所述裝配孔的內(nèi)壁從上到下依次設(shè)置有第一斜面、凸臺、凹槽、第二斜面和內(nèi)螺紋；所述夾頭的外壁從上到下依次設(shè)置有第三斜面和卡扣槽；

20、所述將待加工的毛坯橫向夾持在所述夾頭工裝上包括：將所述壓帽與所述夾頭通過卡扣連接，所述壓帽與所述夾頭裝配完成后通過螺紋與所述底座進行連接；

21、將所述壓帽鎖入所述夾具基體的裝夾孔內(nèi)，在鎖緊所述壓帽的過程中，所述壓帽的所述第一斜面對所述夾頭的所述第三斜面有下壓力和徑向收縮力。

22、本申請實施例提供的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)和方法，在對u鉆加工過程中，實時在機床上對u鉆相關(guān)幾何特征的測量，根據(jù)檢測結(jié)果指導(dǎo)后續(xù)工藝的改進，進而省去了人工反復(fù)裝夾和打表等輔助時間，提高了加工效率。

23、為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，包括：加工機床和夾頭工裝，所述加工機床包括數(shù)控系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和在機檢測系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)與所述進給系統(tǒng)電性連接，所述數(shù)控系統(tǒng)還分別與所述在機檢測系統(tǒng)的探頭電性連接，所述進給系統(tǒng)用于驅(qū)動所述夾頭工裝運動；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，所述機床為五軸機床，所述進給系統(tǒng)包括：x軸、y軸、z軸、a軸和c軸；所述毛坯橫向夾持在所述夾頭工裝上時，所述毛坯的長度方向與x軸的軸線方向平行；所述y軸轉(zhuǎn)動帶動所述夾頭工裝擺動，以使所述毛坯由橫向夾持狀態(tài)變?yōu)榭v向夾持狀態(tài)；所述所述數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所述直線度誤差和所述圓柱度誤差控制所述a軸和c軸轉(zhuǎn)動以帶動所述夾頭工裝擺動，以使所述毛坯擺正。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，所述夾頭工裝包括夾具底座、夾具基體、壓帽和夾頭；所述夾具底座與所述加工系統(tǒng)的設(shè)備工作轉(zhuǎn)臺連接，所述夾具基體與所述夾具底座連接；所述夾具基體上設(shè)置有裝夾孔，用于裝夾所述毛坯，所述壓帽與所述夾頭卡扣連接且分別套設(shè)在所述毛坯的外側(cè)壁上；所述壓帽的外周側(cè)設(shè)置有匹配所述裝夾孔內(nèi)螺紋的外螺紋，所述夾頭為er40夾頭，所述壓帽螺紋旋入所述裝夾孔時，所上述夾頭的多個夾爪分別沿所述毛坯的外側(cè)圓周方向等間距地施加壓緊力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，所述壓帽沿軸向貫穿開設(shè)裝配孔，所述裝配孔的內(nèi)壁從上到下依次設(shè)置有第一斜面、凸臺、凹槽、第二斜面和內(nèi)螺紋；所述夾頭的外壁從上到下依次設(shè)置有第三斜面和卡扣槽，所述夾頭上開設(shè)避空槽，所述避空槽包括上部避空槽和下部避空槽，且所述夾頭的頂面圍繞中心軸線均勻開設(shè)三道以上的所述上部避空槽，所述夾頭的底面圍繞中心軸線均勻開設(shè)三道以上的所述下部避空槽，所述上部避空槽與所述下部避空槽數(shù)量相同且互相交錯設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，所述壓帽與所述夾頭卡扣連接，且所述第一斜面與所述第三斜面對應(yīng)設(shè)置；所述壓帽設(shè)置在所述夾具底座上，且所述壓帽的內(nèi)螺紋與所述螺柱的外螺紋通過螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工系統(tǒng)，其特征在于，所述壓帽和所述夾頭分別夾持在所述毛坯中部的設(shè)定位置；所述設(shè)定位置位于所述柄徑側(cè)壁面和所述頂基準柱直面之間，且靠近所述柄徑側(cè)壁面位于所述毛坯的一端。

7.一種基于在機檢測的u鉆刀片槽加工方法，其特征在于，應(yīng)用于u鉆刀片槽加工的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：加工機床和夾頭工裝；所述加工機床包括數(shù)控系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和在機檢測系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)與所述進給系統(tǒng)電性連接，所述數(shù)控系統(tǒng)還分別與所述在機檢測系統(tǒng)的探頭電性連接；所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于在機檢測的u鉆刀片槽加工方法，其特征在于，所述夾頭工裝包括夾具底座、夾具基體、壓帽和夾頭，所述裝配孔的內(nèi)壁從上到下依次設(shè)置有第一斜面、凸臺、凹槽、第二斜面和內(nèi)螺紋；所述夾頭的外壁從上到下依次設(shè)置有第三斜面和卡扣槽；

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供了一種基于在機檢測的U鉆刀片槽加工系統(tǒng)和方法，包括：加工機床和夾頭工裝，加工機床包括數(shù)控系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和在機檢測系統(tǒng)；探頭檢測毛坯一端柄徑側(cè)壁面的平面度，數(shù)控系統(tǒng)計算其平面度誤差；進給系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)夾頭工裝，將探測出的柄徑側(cè)壁面的長度方向作為縱向基準；探頭檢測毛坯另一端頂基準柱直面的直線度誤差，將該直線作為旋轉(zhuǎn)軸基準；探頭檢測毛坯中間頂部側(cè)壁的圓柱度，數(shù)控系統(tǒng)計算毛坯的圓柱度誤差將毛坯的坐標信息作為其水平面基準；數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)直線度誤差和圓柱度誤差控制進給系統(tǒng)擺動夾頭工裝，以使毛坯擺正。根據(jù)檢測結(jié)果指導(dǎo)后續(xù)工藝的改進，進而省去了人工反復(fù)裝夾和打表等輔助時間，提高了加工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊錳,邵文成,姜波,王立偉,孫博
受保護的技術(shù)使用者：北京中關(guān)村精雕智造科技創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23