CN101700585A - 一种用于加工特大型环形零件上端面环形槽的铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明属于特大型环形零件上端面环形槽的加工和铣刀技术，主要涉及一种在摇臂钻床(Z3080)加工特大型环形零件端面环形槽的铣刀，刀体的装夹部位装在摇臂钻床(Z3080)设备的主轴上，在刀体1的前端设计有环形凸台，所设计环形凸台的宽度小于所加工环形槽的宽度，环形凸台上具有缺口，在环形凸台的缺口上焊接合金刀片2并且所焊接的合金刀片前端突出于环形凸台上的缺口之外，使合金刀片的宽度与环形槽的宽度一致；在刀体的前端设计有一个导销3并使所述导销通过螺纹安装在铣刀刀体前端环形凸台中心上，使导销的旋转中心线和铣刀的旋转中心线一致。利用本发明专用的环形槽铣刀可保证所加工出环形槽的质量。

Description

一种用于加工特大型环形零件上端面环形槽的铣刀

技术领域

本发明属于特大型环形零件上端面环形槽的加工和铣刀技术，主要涉及一种在摇臂钻床(Z3080)加工特大型环形零件端面环形槽的铣刀。

背景技术

在加工国家某重点项目用轴承，其结构为三排圆柱滚子轴承，外径φ2620mm，如图1所示，在轴承外圈(01)和第二外圈(21)两零件贴合面端面的每一个油孔周围需加工一个环形槽，该环形槽内装入密封圈，保证油孔的密封性。该环形槽的特点：是一个特大型环形零件端面上有数十个通孔，孔直径φ20mm，在孔的周围有一个小的环形槽，环形槽的中心线和孔的中心线重合，环形槽的深度为2.8mm，宽度为4.8mm，小圆直径φ29.2mm。现有加工环形槽的方法有以下几种：

1.刀具不动，工件环形槽的中心线旋转加工

这种加工方式的工作原理是：刀具不动，由工作台带动工件绕环形槽中心线，然后由刀具进给，或工作台直接进给加工环形槽，通过进给控制环形槽的深度，这种加工方式适合于对小零件的加工，而且最好环形槽的中心线和工件的回转中心重合，这样便于装卡，对于特大型环形零件，如果绕环形槽中心线旋转，那么需要的工作台就必须在φ5200mm以上，在φ5200mm的工作台加工φ29.2mm小环形槽，根本就无法找到这样的设备加工。

2.工件不动，刀具绕环形槽中心线旋转加工

这种加工方式的工作原理是：工件放在工作台上，而刀具通过绕环形槽的中心线旋转，并且刀具自身旋转加工环形槽，刀具的进给控制环形槽的深度，刀具的直径为环形槽的宽度，这种加工方式对机床的数控化要求比较高，主要应用于小零件，高精度产品加工，要加工该特大型环形零件端面环形槽，要求该设备的工作台在3000mm以上，设备的主轴必须要可以三轴联动。这样的设备价格比较昂贵，用这种加工方式加工该环形零件端面上的环形槽是相当不经济的。

上述两种加工方式很难实现加工特大型环形零件端面环形槽，本发明人考虑采用工件不动，刀具靠自身旋转加工端面环形槽的加工方式。环形槽的深度由刀具的进给保证，环形槽的宽度由刀具自身保证。采用这种加工方式对设备的要求很低，设备装夹刀具的主轴只要可以自身旋转、并可轴向进给即可，具备这些简单功能的设备很多。例如摇臂钻床、普通镗床等，由于摇臂钻床比较容易操作，且比较容易装卡，所以发明人选用摇臂钻床(Z3080)进行加工。

因此必须设计一种适应于摇臂钻(Z3080)上加工端面环形槽专用的加工刀具，由于其加工方式是通过自身旋转和轴向进给形成的环形槽，所以需要设计一种加工特大型环形零件端面环形槽的专用铣刀。

发明内容

本发明的目的即由此产生，提出一种加工特大型环形零件端面环形槽的专用铣刀，利用该专用的环形槽铣刀加工特大型轴承环形件的端面环形槽，并保证所加工出环形槽的质量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案：

根据该特大型环形件端面上环形槽的特点，其铣刀结构为：刀体装夹部位可以直接装在摇臂钻床(Z3080)设备的主轴上，其尺寸按钻床主轴设计；而刀体的前端用以加工形成环形槽，所以在刀体的前端必须设计有环形凸台，所设计的环形凸台上必须有缺口，在环形凸台的缺口上焊接合金刀片并且所焊接的合金刀片前端突出于环形凸台上的缺口之外，所设计环形凸台的宽度小于所加工环形槽的宽度，使合金刀片的宽度与环形槽的宽度一致；根据所加工工件上的环形槽围绕油孔的结构特点，在加工定位时利用环形槽中间的孔做引导，在刀体的前端设计有一个导销并使所述导销通过螺纹安装在铣刀刀体前端环形凸台中心上，使导销的旋转中心线和铣刀的旋转中心线一致，加工环形槽时使所述导销位于环形槽所围绕的油孔内，保证该特大型零件端面环形槽和中间孔的同心度。

利用本发明专用的环形槽铣刀加工特大型轴承环形件的端面环形槽，并保证了所加工出环形槽的质量。

附图说明

图1为三排圆柱滚子轴承结构示意图。

图2为三排圆柱滚子轴承端面的环形槽放大图。

图3为本发明专用铣刀结构示意图。

图中：1、刀体，2、切削合金刀片，3、导销，01、外圈，02、内圈，21、第二外圈。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明加以说明：

如图1、图2所示的三排圆柱滚子轴承，外径φ2620mm，在轴承外圈(01)和第二外圈(21)两零件贴合面端面的每一个油孔周围需加工一个环形槽，该环形槽内装入密封圈，保证油孔的密封性。该环形槽的特点：是一个特大型环形零件端面上有数十个通孔，在孔的周围有一个小的环形槽，环形槽的中心线和孔的中心线重合，环形槽的深度为2.8mm，宽度为4.8mm，小圆直径φ29.2mm。

如图3所示，铣刀结构为：刀体1后端为装夹部位，可以直接装在摇臂钻床(Z3080)设备的主轴上，其尺寸按钻床主轴设计；在刀体的前端设计有环形凸台，所设计的环形凸台与所加工的环形槽为同心圆，所设计环形凸台的宽度小于所加工环形槽的宽度，所设计的环形凸台上具有四个缺口，在环形凸台的缺口上焊接合金刀片2并且所焊接的合金刀片前端突出于环形凸台上的缺口之外并使合金刀片的宽度与环形槽的宽度一致；在刀体的前端设计有一个导销3并使所述导销通过螺纹安装在铣刀刀体前端环形凸台中心上，使导销的旋转中心线和铣刀的旋转中心线一致。其具体设计如下：

1.刀体材料的选择

根据摇臂钻床(Z3080)刀具刀体材料选择优质碳素结构钢(钢45)，其强度高，塑性和韧性较好，可焊性也加好，其刀体的刀柄尺寸按照摇臂钻床主轴的尺寸进行设计，其尺寸为φ45mm、锥度1∶30，而刀体前端的环形凸台为了避免在切削过程中产生干涉现象，现将环形凸台内径和外径按小于环形槽内外径，因此环形槽的内径尺寸为φ29.2mm，外径尺寸为φ38.8mm。

2.切削合金的选择

分析此特大型轴承环形零件上的端面槽，该零件的材料选用42CrMo调质，其硬度在229～269之间，因此选择YT5硬质合金，其特点：强度高、抗冲击和抗震性好，适于加工碳素钢与和合金钢等(包括钢的锻件和冲压件)。

根据铣刀的铣削原理，选取四刃刀片进行铣削，其优点：铣削性能稳定、效率高，通过焊接将刀片镶入刀体槽中，然后修磨刀片的内径和外径，保证该专用铣刀铣削出的环形槽符合产品要求。修磨刀片的内径为φ29.2mm，外径尺寸为φ38.8mm.

3.定位精度

由于摇臂钻床(Z3080)的定位精度比较差，为保证该特大型零件端面环形槽和中间孔的同心度，利用此环形槽中间的孔进行定位，将该专用环形槽铣刀中间加一导销。加工时导销起到定位作用，导销的具体尺寸：直径根据该环形槽中间的通孔直径(φ20mm)选择φ19.5mm，长度为20mm，用M16的螺纹连接在刀体上。

Claims (1)

1.一种用于加工特大型环形零件上端面环形槽的铣刀，其特征是：根据该特大型环形件端面上环形槽的特点，所述的铣刀结构为：刀体装夹部位可以直接装在摇臂钻床(Z3080)设备的主轴上，其尺寸按钻床主轴设计；刀体(1)的前端用以加工形成环形槽，在刀体的前端设计有环形凸台，所设计环形凸台的宽度小于所加工环形槽的宽度，所设计的环形凸台上具有缺口，在环形凸台的缺口上焊接合金刀片(2)并且所焊接的合金刀片前端突出于环形凸台上的缺口之外，使合金刀片的宽度与环形槽的宽度一致；根据所加工工件上的环形槽围绕油孔的结构特点，在加工定位时利用环形槽中间的孔做引导，在刀体的前端设计有一个导销(3)并使所述导销通过螺纹安装在铣刀刀体前端环形凸台中心上，使导销的旋转中心线和铣刀的旋转中心线一致，加工环形槽时使所述导销位于环形槽所围绕的油孔内，保证该特大型零件端面环形槽和中间孔的同心度；所述刀具刀体材料选择优质碳素结构钢即45#钢，其刀体的刀柄尺寸按照摇臂钻床主轴的尺寸进行设计，其尺寸为φ45mm、锥度1∶30；选取四刃刀片进行铣削，切削合金选择YT5硬质合金。

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