CN104985400B - 螺旋槽加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋槽加工方法，包括以下步骤：1)使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔。2)使用钻头去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽。3)使用铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。使用钻头去除绝大部分余量后，再使用铣刀进行精加工。钻头加工圆孔去除该部分余量相对铣刀磨削该部分余量的速率较快，因而可提高加工速率，而且在螺旋粗槽中，螺旋槽大部分余量已去除，因此铣刀可在较快的加工速度进行加工，进一步提高了螺旋槽的加工速率。铣刀的磨削部分较少，因而磨损较少，加工的螺旋槽无拉钩现象，可以满足粗糙度的要求，不需进行抛修，减少了工序，更进一步地提高了加工速率。

Description

螺旋槽加工方法

技术领域

本发明涉及槽体加工领域，特别地，涉及一种螺旋槽加工方法。

背景技术

现有的螺旋槽加工技术是利用立式加工中心转轴旋转，使用铣刀沿着X轴线进给分层加工。这种加工方法缺点是转轴在旋转过程中进给不能太大，降低了加工效率；并且铣刀易磨损，铣刀不锋利后加工出来的螺旋槽槽内粗糙度差，产生拉沟现象，不能满足粗糙度Ra0.8的要求，需要安排钳工工序进行抛修，进一步导致加工效率降低。

发明内容

本发明提供了一种螺旋槽加工方法，以解决现有的螺旋槽加工方法加工效率低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种螺旋槽加工方法，包括以下步骤：

1)使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔。

2)使用钻头去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽。

3)使用铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。

进一步地，步骤1)中使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔具体包括：

a)设定任一两相邻圆孔在工件表面上的圆心在径向截面上的弧线长度L，并根据弧线长度L确定在工件的轴向旋转角度α。

b)根据轴向旋转角度α确定工件的轴向移动距离X。

c)工件开设一个圆孔，工件沿轴向移动L距离并旋转α角度后开设另一圆孔。

进一步地，步骤a)中根据弧线长度L确定在工件的轴向旋转角度α具体包括：

根据工件的外圆半径R和弧线长度L确定轴向旋转角度α，

进一步地，步骤b)中根据轴向旋转角度α确定工件的轴向移动距离X具体包括：

根据螺旋槽的螺距P和轴向旋转角度α确定轴向移动距离X，

进一步地，两相邻圆孔在工件径向截面周向的最小距离等于槽宽d，弧线长度L的长度为2d。

进一步地，圆孔等距离分布，圆孔的直径与螺旋槽的槽宽相等。

进一步地，铣刀的宽度与螺旋槽的槽宽相等。

本发明具有以下有益效果：首先使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔，然后去除去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽，再使用铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。使用钻头去除绝大部分余量后，再使用铣刀进行精加工。钻头加工圆孔去除该部分余量相对铣刀磨削该部分余量的速率较快，因而可提高加工速率，而且在螺旋粗槽中，螺旋槽大部分余量已去除，因此铣刀可在较快的加工速度进行加工，进一步提高了螺旋槽的加工速率。铣刀的磨削部分较少，因而磨损较少。铣刀仍较为锋利，加工的螺旋槽无拉钩现象，可以满足粗糙度的要求，不需进行抛修，减少了工序，更进一步地提高了加工速率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的螺旋槽加工方法流程示意图；

图2是本发明另一优选实施例的螺旋槽加工方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种螺旋槽加工方法，包括以下步骤：

S100：使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔。

S200：使用钻头去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽。

S300：使用铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。

螺旋槽的具体参数，如行程、槽宽和槽的深度在设计时已确定。因此在工件上确定螺旋槽的起始位置后，螺旋槽的螺旋线的位置就确定了。钻头钻孔除去螺旋槽的余量，工件表面沿轴心线上形成一排间隔小孔。每个圆孔的深度小于等于螺旋槽的深度，优选为略小于螺旋槽深度，铣刀的加工精度较钻头高，既保证钻头可去除较大部分余量，又可保证螺旋槽槽底由铣刀加工，使得槽底平整光滑。圆孔的深度优选为一致，以方便设定加工程序，方便加工。

连续钻孔，两孔间重叠加工部分较大，浪费时间且会产生“让刀”现象，导致螺旋槽加工不均匀。而采用间隔钻孔的方式，在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔，然后去除去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，重叠加工部分较小，可减少钻孔次数，提高螺旋槽的加工效率。

本发明具有以下有益效果：首先使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔，然后去除去除工件的相邻两个圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽，再使用铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。使用钻头去除绝大部分余量后，再使用铣刀进行精加工。钻头加工圆孔去除该部分余量相对铣刀磨削该部分余量的速率较快，因而可提高加工速率，而且在螺旋粗槽中，螺旋槽大部分余量已去除，因此铣刀可在较快的加工速度进行加工，进一步提高了螺旋槽的加工速率。铣刀的磨削部分较少，因而磨损较少。铣刀仍较为锋利，加工的螺旋槽无拉钩现象，可以满足粗糙度的要求，不需进行抛修，减少了工序，更进一步地提高了加工速率。

可选地，步骤S100中使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔具体包括：

S110：设定任一两相邻圆孔在工件表面上的圆心在径向截面上的弧线长度L，并根据弧线长度L确定在工件的轴向旋转角度α。

S120：根据轴向旋转角度α确定工件的轴向移动距离X。

S130：工件开设一个圆孔，工件沿轴向移动L距离并旋转α角度后开设另一圆孔。

由于螺旋槽的各参数以确定，因而可以根据工件的轴向旋转角度α确定其轴向移动距离X。两相邻圆孔在工件表面上圆心之间的长度在径向截面上的投影为弧线长度L。

可选地，步骤S110中根据弧线长度L确定在工件的轴向旋转角度α具体包括：

根据工件的外圆半径R和弧线长度L确定轴向旋转角度α，

工件的外圆半径为R，可根据其周长确定旋转工件每转动一定角度工件在周向移动的距离。而弧线长度L为工件在周向移动的距离，因而可确定工件轴向转动的角度。

可选地，步骤S120中根据轴向旋转角度α确定工件的轴向移动距离X具体包括：

根据螺旋槽的螺距P和轴向旋转角度α确定轴向移动距离X，

当工件旋转360°时，螺旋槽的轴向行程为一个螺距P，因此可根据该比例关系和轴向旋转角度α确定轴向移动距离X。

可选地，两相邻圆孔在工件径向截面周向的最小距离等于槽宽d，弧线长度L的长度为2d。两相邻圆孔在工件径向截面周向的最小距离等于槽宽d时，工件钻孔的次数最少，并可确保钻头一次去除余量最大化，钻头的路径最短，加工效率最高。由于钻头的直径较小，因此圆弧较短，较短圆弧的长度与直线的长度相近。为弧线长度L分成三段圆弧，计算和测量简便，部分圆弧的长度可用对应的直线长度代替。一个圆孔的圆弧对应的直线长度为1/2d，另一个圆孔的圆弧对应的直线长度为1/2d，而两相邻圆孔在工件径向截面周向的最小距离等于槽宽d，因此弧线长度L为2d。

可选地，圆孔等距离分布，圆孔的直径与螺旋槽的槽宽相等，圆孔等距离分布方便加工，工件每次轴向旋转角度相同，操作方便，便于编程。圆孔的直径与螺旋槽的槽宽相等可去除绝大部分的余量。

可选地，铣刀的宽度与螺旋槽的槽宽相等。可使得加工出来的螺旋槽符合设计要求。

实施例1

在VF-3型号的机床在工件的表面加工螺旋槽，工件的外圆半径R为φ17mm，螺旋槽的螺距为12mm，槽深6mm，槽宽为3mm。加工过程中，工件开设一个孔径为3mm圆孔后，工件每沿轴向移动1.33mm距离并旋转40°角度后开设另一圆孔，形成多个间隔设置的圆孔，然后使用钻头去除扇形余量，形成螺旋粗槽。使用φ3mmxx铣刀对螺旋粗槽进行精加工，得到螺旋槽。在8小时内，共加工了21件工件。

实施例2

实施例2与实施例1不同之处在于，工件沿轴向移动0.67mm距离并旋转20角度后开设另一圆孔。在8小时内，共加工了16件工件。相比实施例1加工的工件，表面粗糙度略低。

实施例3

实施例3与实施例1不同之处在于，工件沿轴向移动2mm距离并旋转60角度后开设另一圆孔。在8小时内，共加工了14件工件。相比实施例1加工的工件，表面粗糙度略低。

对比例1

在VF-3型号的机床在工件的表面加工螺旋槽，使用φ3mm铣刀直接进行加工。对加工后的螺旋槽进行抛修。在8小时内，共加工了4件工件。

可见采用本发明的螺旋槽加工方法可大幅提高螺旋槽的加工速率，并且实施例1的加工速率最高。

在试验过程中采用本发明的加工方法加工螺旋槽类零件近200件，加工出来的零件表面状态状态非常好，且一把合金铣刀能加工近60件零件，刀刃修磨后还能继续加工，降低了成本。而采用传统的加工方法，铣刀只能加工8件零件，且合金铣刀磨损后不能再继续使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种螺旋槽加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔，所述圆孔等距离分布，所述圆孔的直径与所述螺旋槽的槽宽相等；

2)使用所述钻头去除所述工件的相邻两个所述圆孔之间的扇形余量，形成螺旋粗槽；

3)使用铣刀对所述螺旋粗槽进行精加工，得到所述螺旋槽；

所述步骤1)中使用钻头根据螺旋槽的螺旋线在工件的表面开设多个间隔设置的圆孔具体包括：

a)设定任意两相邻所述圆孔在所述工件表面上的圆心在径向截面上的弧线长度L，并根据所述弧线长度L确定在所述工件的轴向旋转角度α；

b)根据所述轴向旋转角度α确定所述工件的轴向移动距离X；

c)所述工件开设一个圆孔，所述工件沿轴向移动X距离并旋转α角度后开设另一圆孔；

所述步骤a)中根据所述弧线长度L确定在所述工件的轴向旋转角度α具体包括：

根据所述工件的外圆半径R和所述弧线长度L确定所述轴向旋转角度α，

$\mathrm{\α}=\frac{360}{2\mathrm{\π}R}\·L;$

两相邻所述圆孔在所述工件径向截面周向的最小距离等于槽宽d，所述弧线长度L的长度为2d；

所述步骤b)中根据所述轴向旋转角度α确定所述工件的轴向移动距离X具体包括：

根据所述螺旋槽的螺距P和所述轴向旋转角度α确定所述轴向移动距离X，

$X=\frac{\mathrm{\α}P}{360}.$

2.根据权利要求1所述的螺旋槽加工方法，其特征在于，所述铣刀的宽度与所述螺旋槽的槽宽相等。