五轴加工检测试件及检测方法与流程

本发明涉及精密加工，尤其涉及五轴加工检测试件及检测方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

2、在立式五轴机床性能的综合评价中，加工检测试件被广泛应用于机床加工精度检测。与传统的静态精度检测不同，试件加工检测能够综合反映多轴联动性能，为机床精度标定与工艺优化提供贴近真实工况的评价依据。

3、现有的检测试件类型多样，常见的包括倾斜圆锥台试件以及s形试件等。其中，倾斜圆锥台试件结构相对简单，加工难度较低，能直接反应机床旋转轴的几何误差和刀轴姿态误差，但外形轮廓曲线形态过于单一，难以反映五轴机床在多种联动状态下的综合加工精度。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种五轴加工检测试件，通过偏心设置的球面凹腔，保障加工过程中机床的多轴联动状态，解决现有检测试件难以反映五轴机床多种联动状态下综合加工精度的问题。

2、本发明还提出一种五轴加工检测试件的检测方法。

3、根据本发明实施例的五轴加工检测试件，包括：

4、安装基座，用于与机床工作台连接；

5、试件本体，设置于所述安装基座上，所述试件本体具有加工表面，所述加工表面上设置有球面凹腔，所述球面凹腔对应的球心位于所述加工表面所在的平面内，所述球心偏离所述安装基座的安装中心设置。

6、根据本发明的一个实施例，所述安装基座具有第一基准轴线，所述试件本体具有第二基准轴线，所述安装中心位于所述第一基准轴线上，所述球面凹腔对应的球心位于所述第二基准轴线上，所述第一基准轴线与所述第二基准轴线平行且间隔设置。

7、根据本发明的一个实施例，所述安装基座呈圆盘状，所述试件本体呈圆柱状，所述第一基准轴线为所述安装基座的轴线，所述第二基准轴线为所述试件本体的轴线。

8、根据本发明的一个实施例，所述第一基准轴线与所述第二基准轴线之间的距离大于所述球面凹腔对应球面的半径，且小于所述试件本体的半径。

9、根据本发明的一个实施例，所述加工表面设置有多个检测槽，多个所述检测槽沿所述球面凹腔的周向间隔设置，所述检测槽沿所述试件本体的径向延伸设置。

10、根据本发明的一个实施例，所述检测槽包括锥形槽，各所述锥形槽均具有中心轴线，所述球面凹腔对应的球心位于各所述中心轴线上。

11、根据本发明的一个实施例，所述试件本体还具有与所述加工表面相连接的侧表面，各所述检测槽均具有内端开口和外端开口，所述内端开口形成于所述球面凹腔的腔面，所述外端开口形成于所述侧表面。

12、根据本发明的一个实施例，所述内端开口的尺寸小于所述外端开口的尺寸，且所述内端开口的尺寸小于所述球面凹腔对应球面的半径。

13、根据本发明的一个实施例，所述检测槽设置有四个，各所述检测槽的形状和尺寸均相同，相邻两个所述检测槽的中心轴线之间的夹角相等。

14、根据本发明实施例的五轴加工检测试件的检测方法，所述方法包括：

15、将毛坯件安装于机床上，控制所述机床在毛坯件的加工表面加工形成球面凹腔和多个锥形槽；

16、获取加工后所述球面凹腔的腔面测量数据以及各所述锥形槽的内壁测量数据；

17、根据所述腔面测量数据得到实际球面，根据所述实际球面确定实际球心；

18、根据各所述锥形槽的内壁测量数据分别得到对应的实际锥面，根据各所述实际锥面确定各实际中心轴线；

19、将所述实际球面、各所述实际锥面以及各所述实际中心轴线的几何参数与对应的理论几何参数进行比较，以确定待检测五轴机床的加工精度。

20、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

21、通过在试件本体的加工表面设置球面凹腔，球面凹腔形成连续变曲率的内腔加工区域，将球面凹腔对应的球心位于加工表面所在的平面内，并将其相对于安装基座的安装中心偏心设置，从而使球面凹腔的加工路径相对于安装中心偏置，使五轴机床在加工球面凹腔的不同区域时，能够带动刀具的位置和刀轴姿态随加工路径连续变化，保障机床的五个运动轴均参与联动插补，使球面凹腔的加工结果能够反映机床的空间定位精度、多轴联动插补精度和内腔曲面成形能力，解决现有检测试件难以准确反映五轴机床对内腔曲面进行联动加工时的加工精度的问题。

22、进一步，在本发明提供的五轴加工检测试件的检测方法中，采用如上所述的五轴加工检测试件，因此同样具备如上所述的各种优势。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种五轴加工检测试件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述安装基座具有第一基准轴线，所述试件本体具有第二基准轴线，所述安装中心位于所述第一基准轴线上，所述球面凹腔对应的球心位于所述第二基准轴线上，所述第一基准轴线与所述第二基准轴线平行且间隔设置。

3.根据权利要求2所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述安装基座呈圆盘状，所述试件本体呈圆柱状，所述第一基准轴线为所述安装基座的轴线，所述第二基准轴线为所述试件本体的轴线。

4.根据权利要求3所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述第一基准轴线与所述第二基准轴线之间的距离大于所述球面凹腔对应球面的半径，且小于所述试件本体的半径。

5.根据权利要求1-4任一项所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述加工表面设置有多个检测槽，多个所述检测槽沿所述球面凹腔的周向间隔设置，所述检测槽沿所述试件本体的径向延伸设置。

6.根据权利要求5所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述检测槽包括锥形槽，各所述锥形槽均具有中心轴线，所述球面凹腔对应的球心位于各所述中心轴线上。

7.根据权利要求5所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述试件本体还具有与所述加工表面相连接的侧表面，各所述检测槽均具有内端开口和外端开口，所述内端开口形成于所述球面凹腔的腔面，所述外端开口形成于所述侧表面。

8.根据权利要求7所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述内端开口的尺寸小于所述外端开口的尺寸，且所述内端开口的尺寸小于所述球面凹腔对应球面的半径。

9.根据权利要求7所述的五轴加工检测试件，其特征在于，所述检测槽设置有四个，各所述检测槽的形状和尺寸均相同，相邻两个所述检测槽的中心轴线之间的夹角相等。

10.一种五轴加工检测试件的检测方法，其特征在于，所述方法包括：