CN103084888B - 涡旋盘型线加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡旋盘型线加工方法，涉及机械加工技术领域，涡旋盘具有一个端盘及其上的涡旋壁，所述端板的外周侧上设有环槽，所述端板的下端面设有定位孔；使用一种涡旋盘型线加工夹具，将所述涡旋盘型线加工夹具固定装夹在立式加工中心工作台上，所述涡旋盘通过弹簧挡圈固定在所述涡旋型线加工夹具上；粗加工和半精加工，所用刀具进刀的指令设置均为五度步长；精加工，所用刀具进刀的指令设置为一度步长。与现有技术相比，本发明刀具进刀的指令设置从大到小，加工精度逐渐提高，在保证型线的加工精度的同时，还对加工设备和刀具进行合理使用，提高型线加工的效率。

Description

涡旋盘型线加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工方法技术领域，尤其是一种用于对涡旋压缩机涡旋盘的涡旋型线进行加工的方法。
背景技术
涡旋压缩机的核心部件是涡旋盘，该涡旋盘具有一个端盘及其上的涡旋壁。涡旋压缩机对气体的压缩是通过两个相互啮合的涡旋盘相对运动时，两个涡旋盘的涡旋壁的密封线由外向内的推移来实现的；因此涡旋盘涡旋壁型线的制造精度直接影响到涡旋压缩机的工作性能。现有一种圆弧和圆的渐开线连接而成的型线，这种涡旋型线轮廓度要求为0.01mm，对加工设备的要求特别高。在具有直线和圆弧插补功能的立式加工中心上，是采用相互垂直的X、Y轴联动插补来实现涡旋盘和刀具相对运动来保证圆的渐开线型线铣削加工的；在进行型线加工时，刀具进刀的指令步长越小，加工出涡旋型线轮廓度越高，所形成的型线就越平滑。而步长设置越小，要保持加工中心的运算所需要占用的内存空间就大，因此会导致加工速度的降低。目前还没有一种加工成本低，获得加工精度高的涡旋盘型线的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种涡旋盘型线加工方法，这种方法既能保证涡旋盘型线加工精度又能节约加工成本。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：这种涡旋盘型线加工方法，涡旋盘具有一个端盘及其上的涡旋壁，所述端盘的下端设有定位孔；使用一种涡旋盘型线加工夹具，该涡旋盘型线加工夹具包括有一个顶面设有中间孔的底座，所述底座的底部固定连接有下端板，在所述底座顶面的中间孔的周围分布有至少三个压臂，这三个压臂均通过铰接轴连接在所述底座上，每一个所述压臂分别铰接有一个压臂驱动气缸，所述底座顶面设有定位销；
操作步骤包括：
一、装夹具：将所述涡旋盘型线加工夹具的下端板采用夹板和螺栓固定在立式加工中心工作台上；
二、装工件：在涡旋盘坯料的外周侧面上开设环槽，用一个弹簧挡圈装入该环槽中，将待加工的涡旋盘坯料的涡旋壁朝上，把两个所述定位销分别插入到涡旋盘型线加工夹具的底座的销孔和所述涡旋盘坯料的定位孔中，以限定所述涡旋盘涡旋壁的象限；启动所述压臂驱动气缸使三个所述压臂压紧在所述弹簧挡圈的顶面，将涡旋盘坯料固定在涡旋盘型线加工夹具底座上；
三、加工：刀具进刀的指令按等展角步长设置；
A、粗加工：用直径为12.4毫米的粗加工铣刀，该粗加工刀具进刀的指令设置为五度步长，采用逆铣加工方式，选择刀具主轴的转速为2500米/分，切削量为600毫米/转，自涡旋盘坯料的涡旋壁外端的外侧部为起点，按刀具进刀为五度步长的指令设置向涡旋盘坯料中心方向加工，加工完涡旋壁内侧面及壁间底面的内侧部位后绕过涡旋盘坯料涡旋壁内端后继续向外铣削加工涡旋盘坯料涡旋壁的外侧面及壁间底面的外侧部；
B、半精加工：将经过粗加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的半精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按所述A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为五度步长的指令设置对所述涡旋壁的内侧面和外侧面和壁间底面进行半精加工；
C、精加工：将经过半精加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按所述A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为一度步长的指令设置对涡旋壁的内侧面，外侧面和壁间底面进行精加工完成对涡旋盘型线的加工。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是： 
1、型线粗加工和半精加工时，因为型线的表面粗糙度、轮廓度和尺寸精度的要求相对较低，刀具进刀的指令设置为五度步长，减少了型线加工时间；涡旋型线精加工，刀具进刀的指令设置为一度步长，可以保证型线加工的尺寸精度和表面粗糙度及轮廓度的要求；刀具进刀的指令设置从大到小，加工精度逐渐提高，在保证型线的加工精度的同时，还对加工设备和刀具进行合理使用，提高型线加工的效率，节约了加工成本。
2、型线加工方式和进刀路线是在多种型线的加工方案进行比对实验后优选得出，这样的组合能使刀具磨损量小而加工型线的表面粗糙度和轮廓度的精度高。
3、型线粗加工用的刀具是在半精加工中刃口磨钝重新修磨的刀具，半精加工用所用的刀具是在精加工中刃口磨钝重新修磨的刀具，延长了刀具的使用周期和利用率，节约了加工成本。
附图说明
图1是本发明实施例的俯视图。
图2是图1的A-A处的剖视图。
图3是本发明实施例涡旋盘型线的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详述：
涡旋盘具有一个端盘及其上的涡旋壁，端盘的下端设有定位孔；加工涡旋盘型线方法是使用如图1、图2所示的涡旋盘型线加工夹具，该涡旋盘型线加工夹具包括有一个顶面设有中间孔的底座4，底座4的底部固定连接有下端板6，在底座4顶面的中间孔的周围分布有三个压臂1，这三个压臂1均通过铰接轴铰接在底座4上，每一个压臂1分别铰接有一个压臂驱动气缸5，底座4顶面装有两颗定位销3；
操作步骤包括：
先装夹具：将涡旋盘型线加工夹具的下端板6采用夹板和螺栓固定在立式加工中心工作台上。装工件：将涡旋盘坯料的外周侧面上开设环槽，用一个弹簧挡圈装入该环槽中，将待加工的涡旋盘坯料的涡旋壁朝上，把两个定位销3分别插入到涡旋盘型线加工夹具的底座4的销孔和涡旋盘坯料的定位孔中，以限定涡旋盘涡旋壁的象限；启动压臂驱动气缸5使三个压臂1压紧在弹簧挡圈的顶面，将涡旋盘坯料固定在涡旋盘型线加工夹具底座4上。
加工：刀具进刀的指令按等展角步长设置；第一步进行粗加工：用直径为12.4毫米的粗加工铣刀，该粗加工刀具进刀的指令设置为五度步长，采用逆铣加工方式，选择刀具主轴的转速为2500米/分，切削量为600毫米/转，自涡旋盘坯料的涡旋壁外端的外侧部S为起点，按刀具进刀为五度步长的指令设置向涡旋盘坯料中心方向加工，加工完涡旋壁内侧面及壁间底面的内侧部位后绕过涡旋盘坯料涡旋壁内端后继续向外铣削加工涡旋盘坯料涡旋壁的外侧面及壁间底面的外侧部至终点M；走刀路线为：S-E-B-D-C-A-K-L-M，如图3所示；M-N-S段为非加工面。第二步进行半精加工：将经过粗加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的半精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为五度步长的指令设置对所述涡旋壁的内侧面和外侧面和壁间底面进行半精加工。第二步进行精加工：将经过半精加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为一度步长的指令设置对涡旋壁的内侧面，外侧面和壁间底面进行精加工完成对涡旋盘型线的加工。
型线粗加工和半精加工时，因为型线的表面粗糙度、轮廓度和尺寸精度的要求相对较低，刀具进刀的指令设置为五度步长，减少了型线加工时间；涡旋型线精加工，刀具进刀的指令设置为一度步长，可以保证型线加工的尺寸精度和表面粗糙度及轮廓度的要求；刀具进刀的指令设置从大到小，加工精度逐渐提高，在保证型线的加工精度的同时，还对加工设备和刀具进行合理使用；型线加工方式和进刀路线是在多种型线的加工方案进行比对实验后优选得出，这样的组合能使刀具磨损量小而加工型线的表面粗糙度和轮廓度的精度高；这样的组合能使刀具磨损量最小而加工出来型线的表面粗糙度和轮廓度达到最佳效果。 

Claims (1)

1.一种涡旋盘型线加工方法，其特征在于：
使用一种涡旋盘型线加工夹具，该涡旋盘型线加工夹具包括有一个顶面设有中间孔的底座（4），所述底座（4）的底部固定连接有下端板（6），在所述底座（4）顶面的中间孔的周围分布有至少三个压臂（1），这三个压臂（1）均通过铰接轴连接在所述底座（4）上，每一个所述压臂（1）分别铰接有一个压臂驱动气缸（5），所述底座（4）顶面设有定位销（3）；
操作步骤包括：
一、装夹具：将所述涡旋盘型线加工夹具的下端板（6）采用夹板和螺栓固定在立式加工中心工作台上；
二、装工件：在涡旋盘坯料的端盘外周侧面上开设环槽，用一个弹簧挡圈装入该环槽中，将待加工的涡旋盘坯料的涡旋壁朝上，把两个所述定位销（3）分别插入到涡旋盘型线加工夹具的底座（4）的销孔和所述涡旋盘坯料的定位孔中，以限定所述涡旋盘涡旋壁的象限；启动所述压臂驱动气缸（5）使三个所述压臂（1）压紧在所述弹簧挡圈的顶面，将涡旋盘坯料固定在涡旋盘型线加工夹具底座（4）上；
三、加工：刀具进刀的指令按等展角步长设置；
A、粗加工：用直径为12.4毫米的粗加工铣刀，该粗加工刀具进刀的指令设置为五度步长，采用逆铣加工方式，选择刀具主轴的转速为2500米/分，切削量为600毫米/转，自涡旋盘坯料的涡旋壁外端的外侧部为起点，按刀具进刀为五度步长的指令设置向涡旋盘坯料中心方向加工，加工完涡旋壁内侧面及壁间底面的内侧部位后绕过涡旋盘坯料涡旋壁内端后继续向外铣削加工涡旋盘坯料涡旋壁的外侧面及壁间底面的外侧部；
B、半精加工：将经过粗加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的半精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按所述A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为五度步长的指令设置对所述涡旋壁的内侧面和外侧面和壁间底面进行半精加工；
C、精加工：将经过半精加工的涡旋盘，用直径为12.4毫米的精加工铣刀，选择刀具主轴的转速为6000米/分，切削量为1500毫米/转，按所述A步骤的走刀路线，采用逆铣加工方式，按刀具进刀为一度步长的指令设置对涡旋壁的内侧面，外侧面和壁间底面进行精加工完成对涡旋盘型线的加工。
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