CN104439889A - 利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法 - Google Patents

利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法 Download PDF

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王军
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02—Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling

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Abstract

本发明公开了一种利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，包括以下步骤：a、制造符合滚花纹路截面形状的专用刀具，并保证刀尖角度和锐边；b、利用夹具将需加工的工件夹持在工作台上，保证零件轴向跳动及零件装夹垂直度；c、编制加工程序，保证工件在被机床B轴带动旋转的同时，刀具进行递进式的往复运动，形成正弦波曲线滚花；d、加工过程中时刻关注刀尖及零件的状态，一旦磨损立即改磨或更换。本发明为不依赖专用滚花刀具的通用加工方法，加工成本低，易于保证加工质量和进度。

Description

利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法
技术领域
本发明涉及一种机械加工方法，特别是一种利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法。
背景技术
滚花是一种常见的机械加工方法。在部分机械加工零件上，要求在零件一段外圆表面滚花，滚花纹路为正弦波且为连续的一条，其作用是保证活门周边在充满油液后径向压力保持均匀，防止活门卡死，所以滚花质量是影响零件性能的关键因素。能否满足曲线形状、位置、尺寸精度要求，直接关系到产品性能的好坏。
国内尚无此种加工方法的专利公开。此前，加工正弦波曲线滚花是采用普通车床或数控车床配合特制的滚花刀进行加工。但该滚花刀表面需加工出突出表面即阳文形式的正弦波曲线，依靠挤压零件表面形成所需纹路，因此设计及制造难度相当大，导致加工成本极高且质量、进度不能保证。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种加工成本低、不依赖专用滚花刀具、利用四轴加工中心进行正弦波曲线滚花的通用加工方法。
本发明的技术方案：一种利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，包括以下步骤：
a、制造符合滚花纹路截面形状的专用刀具，并保证刀尖角度和锐边；
b、利用夹具将需加工的工件夹持在工作台上，保证零件轴向跳动及零件装夹垂直度；
c、编制加工程序，保证工件在被机床B轴带动旋转的同时，刀具进行递进式的往复运动，形成正弦波曲线滚花；
d、加工过程中时刻关注刀尖及零件的状态，一旦磨损立即改磨或更换。
上述的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其中：所述专用刀具为定制或利用现有普通刀具磨制。
上述的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其中：所述专用刀具的刀尖角度为107°±5′。
上述的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其中：切削参数为主轴转速5000rpm,剪切200mmpm,进刀1000 mmpm，第一刀切削200 mmpm，单步执行200 mmpm。。
本发明与现有技术相比，本发明所用刀具为定制或普通刀具磨制而成，造型简单，制造方便，可大批量制造，出现问题即可快速改模或更换，加工成本低且质量和进度能得到保证；利用工件在被机床B轴带动旋转的同时，刀具进行递进式的往复运动，形成正弦波曲线滚花,程序控制加工，只需刀尖状态良好即可保证加工质量，降低劳动者技能需求和劳动强度。
附图说明
图1为本发明应用的典型零件图；
图2为图1的局部放大图；
图3为图2的B-B局部剖视图；
图4为本发明的加工效果示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例
利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其应用的典型零件图如图1、图2、图3所示，其加工效果如图4所示。
如图1所示，本发明应用的范围主要是在零件外圆面加工一定长度的正弦波曲线滚花，其特殊之处在于，整个零件表面为完整的一条正弦波，螺旋状缠绕。这种正弦波的加工，常规加工方法要么是滚花到的阳文为一个正弦波周期，这种加工周期长、刀具磨损快；要么为多个并排的正弦波，这种就需要计算十分精确，保证在滚花刀旋转一周后能与另一段正弦波完美结合，这几乎是不可能的。
本发明包括以下步骤：a、制造符合滚花纹路截面形状的专用刀具，并保证刀尖角度和锐边（经验证，较佳的刀尖角度为107°±5′）；b、利用夹具将需加工的工件夹持在工作台上，保证零件轴向跳动及零件装夹垂直度；c、编制加工程序，保证工件在被机床B轴带动旋转的同时，刀具进行递进式的往复运动，形成正弦波曲线滚花；d、加工过程中时刻关注刀尖及零件的状态，一旦磨损立即改磨或更换。
所述的专用刀具可批量加工定制，更简单的办法是利用现有普通刀具磨制，比如采用将刻字刀刀尖磨至所需角度即可，为了保证刀具的加工精度，刀尖对刀杆的跳动不大于0.01，刀尖必须保持锐边。为了确保如图3的正弦波曲线截面的一致性和尺寸符合性，必须严格控制软爪跳动、装夹后零件的垂直度和轴向跳动，并使用优化的加工方案及切削参数。
所述的编程方法是采用UG、PROE等专业软件的加工代码生成，并模拟加工曲线进行仿真加工，确认无误后导入或传输到机床进行加工。
调整切削参数可以有效提高改制刀具的寿命，有效保证产品质量。经过切削试验验证，较佳的切削参数为主轴转速5000rpm,剪切200mmpm,进刀1000 mmpm，第一刀切削200 mmpm，单步执行200 mmpm。
此外，当刀具高速旋转时，刀尖保持锐边的难度加大，刀尖特别容易磨损，所以加工过程中必须时刻关注刀尖及零件的状态，避免刀尖磨损后零件还在加工。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，如采用五轴加工中心中的四轴联动进行加工等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、制造符合滚花纹路截面形状的专用刀具，并保证刀尖角度和锐边；
b、利用夹具将需加工的工件夹持在工作台上，保证零件轴向跳动及零件装夹垂直度；
c、编制加工程序，保证工件在被机床B轴带动旋转的同时，刀具进行递进式的往复运动，形成正弦波曲线滚花；
d、加工过程中时刻关注刀尖及零件的状态，一旦磨损立即改磨或更换。
2.如权利要求1所述的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其特征在于：所述专用刀具为定制或利用现有普通刀具磨制。
3.如上述任一权利要求所述的利用四轴联动进行正弦波曲线滚花的加工方法，其特征在于：切削参数为主轴转速5000rpm,剪切200mmpm,进刀1000 mmpm，第一刀切削200 mmpm，单步执行200 mmpm。
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