专利名称：转台框架精加工方法
技术领域：
本发明属于机械精加工技术领域。
背景技术：
转台是标定、测试及检验惯性器件的设备，其精度要求特别高。转台台体主要由基座、框架、轴系组成。框架是转台的重要部件，它的精度在很大程度上决定了转台台体的精度。转台框架具有尺寸较大、结构复杂、对称性要求严格、刚度大、强度高、重量轻、设计精度要求高、稳定性好等特点。因此转台框架生产加工主要通过精密铸造、热处理、刮研、机加工、稳定性处理、精密加工等工序完成。其工艺特点是加工精度高、加工难度大、装配精度要求高。为了达到设计技术要求，框架的精密加工均采用精密镗床进行加工。目前框架零件精加工主要采用两种方式一种方式是采用高精度精密卧式座标镗床加工框架，框架的精度主要靠座标镗床的精度保证。但由于国内拥有高精度精密卧式座标镗床的厂家极少，转台台体的框架又属于单件生产，并且对加工条件、框架装夹、加工工艺及加工监测都有特殊要求，较难实现框架加工的工艺要求和监测要求，并造成框架加工生产周期长，不能确保转台台体装配周期的要求。另一种方式采用精密镗床与量具相结合的方法加工框架。此方法能降低框架加工成本，保证框架加工的工艺要求及加工监测要求，但在框架加工过程中，每道工序必须校正量具，以保证加工基准的精度，因而造成框架加工生产周期长，操作繁琐，同时由于校正过程中会引起各种误差累积，降低了框架的加工精度。此方法无法满足高精度的框架加工要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足之处，提供一种在精密镗床上就能够实现对转台框架进行高精度加工的方法，操作简单，精确度高；本发明同时还提供了一种能够克服传统装夹方法产生应力变形造成形位误差的转台框架固定方法。
本发明的方法的技术解决方案是转台框架精加工方法，包括以下步骤(1)确定精密镗床工作台回转中心位置，安装端面多齿分度台于工作台回转中心上，将四面体安装于端面多齿分度台上，调整并固定四面体，让其中一个面与光电自准直仪准直，记录端面多齿分度台的分度值作为加工的机械零位点；(2)将转台框架安装在精密镗床工作台上，调整转台框架与精密镗床工作台的回转中心对称；(3)精镗转台框架第一位置轴孔所在的框架侧面直至达到所要求的精确尺寸，然后对照端面多齿分度台的分度值转动工作台90°、或180°、或270°，用光电自准直仪测量四面体，微调工作台使四面体的相应面与光电自准直仪的出射光线准直，此时转动的角度即为精确值，精镗转台框架第二位置轴孔所在的框架侧面，再用上述同样方法精确转动工作台，精镗转台框架其它两个位置轴孔所在的框架侧面，确保所有侧面与精密镗床工作台的回转中心对称；(4)按照孔径尺寸和孔深尺寸要求精镗转台框架第一位置轴孔，然后对照端面多齿分度台的分度值转动工作台90°、或180°、或270°，用光电自准直仪测量四面体，微调工作台使四面体的相应面与光电自准直仪的出射光线准直，此时转动的角度即为精确值，精镗转台框架第二位置轴孔，再用上述同样方法精确转动工作台，精镗转台框架其它两个位置的轴孔。
本发明与现有技术相比的有益效果是(1)在转动工作台的时候，使用端面多齿分度台初步确定转角，再用光电自准直仪与四面体准直，从而精确确定工作台转动的角度为90°的整数倍，该方法确定的角度具有精度高的优点，从而确保实现转台框架的精加工，避免了使用量具校正加工基准的繁琐操作，减少了误差累积。
(2)利用角秒级端面多齿分度台和角秒级光电自准直仪监测精密镗床工作台转角精度，可控制转角精度1″以内，操作方便直观，稳定可靠，提高了加工基准的精度，提高了转台框架加工的成品率，确保了转台框架的转角位置精度达到微米级。
(3)采用粘接工艺将转台框架、工装安装并固定在精密镗床工作台上，避免了传统装夹方法的应力变形造成被加工的转台框架孔产生形位误差，保证了转台框架结构的稳定性，提高了转台框架加工精度及一致性。
图1是本发明的工作结构俯视示意图；图2是本发明的工作结构主视示意图。
具体实施例方式
转台上有外框框架、中框框架和内框框架，其中中框框架有4个轴孔需要加工，相对的两个轴孔的轴心必须要严格控制在同一条轴线上，相邻的两个轴孔要严格成90°夹角，每个轴孔由多个孔径不同的孔顺序串联构成，是转台所有框架中加工难度最大的。下面就以转台中框框架的加工方式为例来对转台框架加工具体实施方式
进行说明。
如图1、图2所示，首先，通过刮研的方式使转台中框框架1的基准面11平面度不大于0.003mm。研修四个垫铁10，使其高度相等，确保其高度差在0.01mm以内。以转台中框框架1的基准面11为安装基准，将四个垫铁10与转台中框框架1组合为一体，在结合部位的侧面涂上502胶水粘接。
在精密镗床工作台2上安装检测工装，通过检测工装和千分表确定精密镗床工作台2的回转中心，其位置误差不大于0.005mm。将0.1″端面多齿分度台7安置于精密镗床工作台2的回转中心，用千分表确定其径向跳动不大于0.05mm，然后固定0.1″端面多齿分度台7于精密镗床工作台2上。将0.5″四面体8安置在0.1″端面多齿分度台7上，0.1″光电自准直仪9放置在精密镗床的一侧，用0.1″光电自准直仪9校准0.5″四面体8，使0.5″四面体8的相应面与0.1″光电自准直仪9的出射光线准直，并固定0.5″四面体8于0.1″端面多齿分度台7上。此时0.1″端面多齿分度台的分度值为18°，记录下此数值，以此数值为精密镗床工作台2加工的零位点。
将转台中框框架1与垫铁10的粘接体安装在精密镗床工作台2上，将轴孔3所在的框架侧面对准镗床刀头并与刀头方向垂直，调整中框框架与精密镗床工作台2中心对称，即中框框架的四个边与以工作台中心为0点的XY坐标成轴对称，误差不大于0.02mm，在粘结体与精密镗床工作台2的结合部位的侧面涂上502胶水粘接。
首先，精镗中框框架1的轴孔3所在的框架侧面，然后顺时针转动工作台180°，至0.1″端面多齿分度台的分度值近似处于198°处，用0.1″光电自准直仪9测量0.5″四面体8，微调工作台2使0.5″四面体8的相应面与0.1″光电自准直仪9的出射光线准直，此时转动的角度精确等于180°，再精镗中框框架1的轴孔5所在的框架侧面，保证其长度尺寸均为730±0.5mm；再依照同样的方法，分别顺时针精确转动工作台90°、180°，精镗中框框架1的轴孔4与轴孔6所在的框架侧面，保证其长度尺寸为770±0.5mm，并与精密镗床工作台2的回转中心对称，误差不大于0.05mm。
轴孔4和轴孔6均由同轴的孔径为φ212H7、φ176、φ140H4的三个孔顺序组成，精镗轴孔6的φ212H7及其端面，孔深距框架1中心为335±0.1mm，精镗轴孔6的φ176及其端面，孔深距框架1中心为307mm，精镗轴孔6的φ140H4及其端面；然后顺时针转动工作台180°，至0.1″端面多齿分度台的分度值近似处于108°处，用0.1″光电自准直仪9测量0.5″四面体8，微调工作台2使0.5″四面体8的相应面与0.1″光电自准直仪9的出射光线准直，此时转动的角度精确等于180°，精镗轴孔4的φ212H7及其端面，孔深距框架1中心为335±0.1mm，精镗轴孔4的φ176及其端面，孔深距框架1中心为307mm，精镗轴孔4的φ140H4及其端面。
轴孔3和轴孔5均由同轴的孔径为φ129、φ80H4的两个孔顺序组成，首先按照上述方法精确顺时针转动工作台90°，精镗轴孔3的φ129，孔深距框架1中心为350±0.1mm，精镗轴孔3的φ80H4；然后再按照上述方法精确顺时针转动工作台180°，精镗轴孔5的φ129，孔深距框架1中心为350±0.1mm，精镗轴孔5的φ80H4。即完成中框框架的精加工。
权利要求
1.转台框架精加工方法，其特征在于包括以下步骤(1)确定精密镗床工作台(2)回转中心位置，安装端面多齿分度台(7)于工作台(2)回转中心上，将四面体(8)安装于端面多齿分度台(7)上，调整并固定四面体(8)，使其一个面与光电自准直仪(9)准直，记录端面多齿分度台(7)的分度值作为加工的机械零位点；(2)将待加工转台框架(1)安装在精密镗床工作台(2)上，调整转台框架(1)与精密镗床工作台(2)的回转中心对称；(3)精镗转台框架(1)第一位置轴孔所在的框架侧面直至达到所要求的精确尺寸，然后对照端面多齿分度台(7)的分度值转动工作台(2)90°、或180°、或270°，用光电自准直仪(9)测量四面体(8)，微调工作台(2)使四面体(8)的相应面与光电自准直仪(9)的出射光线准直，此时转动的角度即为精确值，精镗转台框架(1)第二位置轴孔所在的框架侧面，再用上述同样方法精确转动工作台(2)，精镗转台框架(1)其它两个位置轴孔所在的框架侧面，确保所有侧面与精密镗床工作台(2)的回转中心对称；(4)按照所要求的孔径尺寸和孔深尺寸精镗转台框架(1)第一位置轴孔，然后对照端面多齿分度台(7)的分度值转动工作台90°、或180°、或270°，用光电自准直仪(9)测量四面体(8)，微调工作台(2)使四面体(8)的相应面与光电自准直仪(9)的出射光线准直，此时转动的角度即为精确值，精镗转台框架(1)第二位置轴孔，再用上述同样方法精确转动工作台(2)，精镗转台框架(1)其它两个位置的轴孔。
2.根据权利要求1所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述步骤(1)中确定精密镗床工作台回转中心位置，通过检测工装和千分表来确定精密镗床工作台回转中心位置。
3.根据权利要求1所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述步骤(1)中的端面多齿分度台使用0.1″端面多齿分度台。
4.根据权利要求1所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述步骤(1)中的四面体使用0.5″四面体。
5.根据权利要求1所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述步骤(1)中的光电自准直仪使用0.1″光电自准直仪。
6.根据权利要求1所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述步骤(2)中转台框架安装在精密镗床工作台上，通过先将转台框架安装在等高垫铁上，再将转台框架与等高垫铁的结合体安装在精密镗床工作台上。
7.根据权利要求6所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述等高垫铁之间的高度差在0.01mm以内。
8.根据权利要求6所述的转台框架精加工方法，其特征在于所述将转台框架安装在等高垫铁上以及将转台框架与等高垫铁的结合体安装在精密镗床工作台上，通过在安装结合部位的侧面用胶水粘接。
全文摘要
转台框架精加工方法，属于机械精加工技术领域。首先确定精密镗床工作台回转中心位置并安装端面多齿分度台于其上，将四面体安装于端面多齿分度台上并调整其与光电自准直仪准直，确定加工的机械零位点；将转台框架安装在工作台上并调整与其回转中心对称；精镗转台框架各轴孔所在的框架侧面以及轴孔直至达到所要求的精确尺寸，当框架从一个侧面向另一个侧面转动时，对照端面多齿分度台的分度值转动工作台相应的角度，用光电自准直仪测量四面体，微调工作台使四面体的相应面与光电自准直仪的出射光线准直，此时转动的角度即为精确值，再进行加工。本方法操作方便直观，加工工艺性可靠，减少了误差累积，提高了框架加工精度。
文档编号B23Q17/24GK101036948SQ200710098920
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者陈伟, 孙文利, 席少明 申请人:北京航天控制仪器研究所