本发明涉及加工异形产品，尤其涉及一种直角形产品长直段内孔外圆的机床回转加工方法。
背景技术：
1、直角形产品，尤其是长直段包括内孔外圆的大尺寸产品，可以作为支撑、连接或定位构件应用于多种工业领域，例如：在重型机械制造或者建筑领域，直角形产品可作为主体结构或关键支撑部件。
2、直角形产品作为异形件的一种，如果想在其长直段上加工内孔外圆，通常认为不适合回转加工方式，因为直角形产品并不是旋转对称体。目前，在其长直段加工内孔及外圆通常只能采用镗床铣削等方式进行，存在加工效率极慢、精度较差、成本偏高的问题；(1)加工效率慢：铣削是断续切削，这限制了同时去除材料的能力，而且铣削通常需要更多的加工步骤：先铣削出小直径孔，再扩孔，最后铣削到尺寸，这些增加了加工时间和复杂性，尤其在加工大尺寸直角形产品时，加工效率极慢；(2)加工精度较差：铣削是断续切削，在铣削过程中，刀具相对于工件的位置调整较为复杂，每次切入材料的深度和宽度可能不一致，这可能导致加工表面不均匀，影响加工精度；(3)成本偏高：铣削的设备成本、人工成本通常较高，特别是当加工时间长时，在实际生产中会带来成本负担。
3、综上所述，开发一种能够实现高效率、高精度、低成本加工直角形产品内孔和/或外圆的加工方法非常必要。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种直角形产品长直段内孔外圆的机床回转加工方法，用以解决针对直角形产品长直段内孔外圆加工，现有镗床铣削等方法存在加工效率极慢、精度较差、成本偏高等问题中的至少一个。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本发明提供了一种直角形产品长直段内孔外圆的机床回转加工方法，包括以下步骤：
4、s1、准备夹具和待加工的直角形产品；
5、直角形产品包括l型的长直段和短直段，长直段的中心轴即x轴与短直段的中心轴即y轴垂直；
6、夹具包括：适配连接组件a和配重调整组件b；适配连接组件a的一端部具有圆柱形外轮廓，适配连接组件a的与所述一端部相对的另一端部的外侧面为平面，适配连接组件a主要由一个或者多个对称体组成，对称体关于同一条中心轴对称，同一条中心轴与x轴重合；
7、配重调整组件b的重心处于x轴和y轴组成的x-y平面上；
8、配重调整组件b的质量mb满足：m1×r1＝mb×rb；
9、其中，m1为直角形产品短直段相对于长直段在y轴上额外延伸的d部的质量，r1为d部的重心到x轴的垂直距离，mb为配重调整组件b的重心到x轴的垂直距离；
10、s2、将夹具和直角形产品进行连接，确保适配连接组件a的中心轴与长直段的中心轴即x轴重合，得到夹具和直角形产品的组合体；
11、s3、通过适配连接组件a的所述一端部的端面与机床主轴连接，将组合体装配到回转类机床上，对直角形产品长直段进行内孔和/或外圆加工。
12、进一步，s2具体包括以下步骤：
13、s2.1、将直角形产品固定在镗床上，将夹具放置在直角形产品l型根部的端面上，打表定位，直至适配连接组件a的中心轴与长直段的中心轴即x轴重合；
14、s2.2、将适配连接组件a的所述另一端部的外侧面与直角形产品l型根部的端面连接，得到夹具和直角形产品的组合体。
15、进一步，s3具体包括以下步骤：
16、s3.1、将机床主轴与适配连接组件a的所述一端部的端面连接；
17、s3.2、检查适配连接组件a的中心轴和长直段的中心轴即x轴的同轴度偏差α是否满足：α≤0.3mm；
18、如果满足，启动机床，通过机床主轴带动组合体旋转，对直角形产品长直段进行内孔和/或外圆加工；
19、如果不满足，启动机床，逐步微调适配连接组件a的形状，直至同轴度偏差α≤0.3mm，对直角形产品长直段进行内孔和/或外圆加工。
20、进一步，s3.1的主要步骤包括：将组合体放置在回转类机床的工作区域，将机床的顶尖推入适配连接组件a的所述一端部的端面开设的多个锥形孔，使适配连接组件a被顶尖支撑住，操作所述机床的夹爪机构，将适配连接组件a牢固地夹紧在机床主轴上。
21、进一步，s3.2的主要步骤包括：用千分尺拉轴线的方式检查同轴度偏差α是否满足：α≤0.3mm。
22、进一步，在成型待加工的直角形产品时使其长直段成为外轮廓接近圆形的柱体，用千分尺拉轴线的方式检查同轴度偏差α具体包括以下步骤：
23、(1)使用千分尺测量直角形产品长直段的直径：在长直段的轴向上选择m个均匀间隔的点进行测量，确保千分尺的测爪与长直段表面垂直，并记录测量点的直径读数：d1、d2、d3……、dm；m≥2；
24、(2)使用千分尺测量适配连接组件a的所述一端部的直径，同样在适配连接组件a的所述一端部的轴向上选择m个均匀间隔的点进行测量，并记录测量点的读数d1、d2、d3……、dm。
25、(3)将(1)的直径度数d1、d2、d3……、dm分别减去(2)的直径度数d1、d2、d3……、dm，得到直径差s1、s2、s3……、sm；
26、(4)判断差值s1、s2、s3……、sm中的最大值与最小值的差值的绝对值即同轴度偏差α是否满足：α≤0.3mm。
27、进一步，适配连接组件a的一端部为圆柱体，适配连接组件a的与所述一端部相对的另一端部为正方形平板状的安装部；配重调整组件b包括本体，本体的一侧垂直向外延伸形成安装部。
28、进一步，配重调整组件b还包括配重件，配重件安装在本体上远离安装部的另一侧，配重件的重心处于x轴和y轴组成的x-y平面上。
29、进一步，s1中，准备夹具和待加工的直角形产品具体包括以下步骤：
30、s1.1、准备本体和圆柱体，本体的一侧垂直向外延伸形成正方形平板状的安装部，使用中点法来确定安装部的几何中心；
31、s1.2、使安装部中与厚度垂直的一侧面和圆柱体的一个端面接触，确保圆柱体的中心轴穿过安装部的几何中心；
32、s1.3、确保对齐后，沿圆柱体与安装部的接触面进行焊接，得到辅具体；
33、s1.4、将直角形产品长直段粗加工为外轮廓接近圆形的柱体并固定在镗床上，将辅具体放置在直角形产品l型根部的端面上，打表定位，直至辅具体中圆柱体的中心轴与直角形产品长直段的中心轴即x轴重合，将辅具体固定；
34、s1.5、在安装部中未与圆柱体结合的余量部以及直角形产品的对应位置加工出多个螺纹孔和多个销孔；在圆柱体的与所述一个端面相对的另一个端面加工出多个锥形孔。
35、进一步，圆柱体的外径d0满足：0.7×d1≤d0≤2×d1，d1为直角形产品长直段的柱体直径的平均值。
36、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
37、(1)本发明提供了一种机床回转加工方法，通过开发专门针对直角形产品的夹具(包括适配连接组件a和配重调整组件b)，以及满足以下条件：a)当夹具装配产品时，适配连接组件a的中心轴与直角形产品长直段的中心轴即x轴重合，b)当准备夹具时，配重调整组件b的重心处于x-y平面上，配重调整组件b的质量mb满足：m1×r1＝mb×rb，实现了利用回转类机床对直角形产品长直段内孔和/或外圆的高精度、高效率、低成本的加工。具体的，采用适配于机床装夹机构的“适配连接组件a”解决了直角形产品的l型根部难以装夹的问题，并确保将来自机床的回转力有效传递给直角形产品；采用“配重调整组件b”并配合满足条件a)和b)，有助于确保回转加工时，产品长直段的中心轴与机床主轴的旋转轴线始终重合。相比于现有的镗床等加工方式，本发明提供的加工方法有助于提升直角形产品长直段内孔和/或外圆的加工精度、提高加工效率、降低成本、缩短生产周期。“适配连接组件a”的一端部具有圆柱形外轮廓，便于与机床主轴装夹连接，“适配连接组件a”的另一端部的外侧面为平面，便于与直角形产品l型根部的端面连接，有效解决了产品l型根部难以装夹的问题，并确保将来自机床的回转力有效传递给直角形产品；“配重调整组件”可以减少直角形产品短直段旋转时的不平衡力矩，解决了直角形产品这种特殊形状在高速旋转时难以实现动平衡的问题，保证同轴度，从而提高加工精度。
38、(2)在一些优选的实施方式中，通过“镗床+打表定位”以及步骤s2的具体实施步骤，有效保证夹具与直角形产品连接时，夹具中适配连接组件a的中心轴与直角形产品长直段的中心轴重合，以有效地实现二者同轴度，提升加工精度。
39、(3)在一些优选的实施方式中，在将夹具和直角形产品的组合体装配到机床后，进一步检查同轴度，必要时，通过逐步微调适配连接组件a形状的方式，确保同轴度满足要求，以进一步保证同轴度，提升加工精度。在一些具体的实施方式中，通过千分尺拉轴线的方式检查同轴度偏差α，以有效保证同轴度满足要求。
40、(4)在一些优选的实施方式中，在回转类机床上固定夹具和产品的组合体时，通过将机床的顶尖推入适配连接组件a的一端部的端面开设的多个锥形孔，这些锥形孔的设计有助于顶尖的定位和支撑；然后，操作机床的爪夹结构将适配连接组件a牢固地夹紧在机床主轴上，爪夹结构通常设计有自定心特性，这意味着当适配连接组件a的具有圆柱形外轮廓的一端部被夹紧时，它会自动调整到加工回转中心位置，确保适配连接组件a的中心轴作为回转加工时的旋转轴线，与机床主轴的旋转轴线重合，以保证加工过程中的稳定性和精度。
41、(5)在一些优选的实施方式中，适配连接组件a的一端部为圆柱体，适配连接组件a的与所述一端部相对的另一端部为正方形平板状的安装部；配重调整组件b包括本体，本体的一侧垂直向外延伸形成安装部；夹具结构简单，装配方便，能够有效保证直角形产品长直段中心轴与旋转轴线的同轴度；优选的，配重调整组件b还包括配重件，以提高夹具对于不同直角形产品的适应性，例如，根据不同直角形产品中短直段的质量和重心，通过增减配重件，以更好地实现和保证夹具和直角形产品旋转时的整体动平衡，确保回转加工时直角形产品长直段与旋转轴线的同轴度，提高加工精度。
42、(6)作为一些优选的实施方式，在准备夹具的过程中，通过“镗床+打表定位”，在夹具中圆柱体和直角形产品的合适位置开设多个螺纹孔和销孔，确保通过螺纹孔和销孔将制备好的夹具与直角形产品l型根部端面安装后，二者中心轴对齐，以进一步保证同轴度，提升加工精度。
43、(7)作为一些优选的实施方式，夹具中圆柱体的外径d0满足：0.7×d1≤d0≤2×d1，直角形产品长直段的柱体直径的平均值为d1，采用上述优选的直径比例，可以提高夹具和直角形产品组合体旋转时整体结构的稳定性，更好地确保同轴度，提高加工精度。
44、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种直角形产品长直段内孔外圆的机床回转加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，s2具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，s3具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，s3.1的主要步骤包括：将所述组合体放置在回转类机床的工作区域，将所述机床的顶尖推入适配连接组件a的所述一端部的端面开设的多个锥形孔(19)，使所述适配连接组件a被顶尖支撑住，操作所述机床的夹爪机构，将所述适配连接组件a牢固地夹紧在机床主轴上。
5.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，s3.2的主要步骤包括：用千分尺拉轴线的方式检查同轴度偏差α是否满足：α≤0.3mm。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，在成型待加工的直角形产品时使其长直段成为外轮廓接近圆形的柱体，所述用千分尺拉轴线的方式检查同轴度偏差α具体包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述适配连接组件a的一端部为圆柱体(12)，所述适配连接组件a的与所述一端部相对的另一端部为正方形平板状的安装部(13)；所述配重调整组件b包括本体(11)，本体(11)的一侧垂直向外延伸形成所述安装部(13)。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述配重调整组件b还包括配重件(14)，所述配重件(14)安装在所述本体(11)上远离安装部(13)的另一侧，所述配重件(14)的重心处于x轴和y轴组成的x-y平面上。
9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，s1中，准备所述夹具和待加工的直角形产品具体包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述圆柱体(12)的外径d0满足：0.7×d1≤d0≤2×d1，d1为直角形产品长直段的柱体直径的平均值。
