CN106670752A - 一种螺旋轮数控车削加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋轮数控车削加工工艺方法，螺旋轮包括螺旋体和两个端柄，两个所述端柄设置于螺旋体的两端，所述螺旋体包括车槽，所述车槽为螺旋上升，所述车槽的壁面向外倾斜形成螺纹，加工所述螺旋轮包括以下步骤：步骤A，下料，按一件毛坯加工出一个所述螺旋轮的规格下料，选取的毛坯长为400mm、直径为200mm，毛坯的材料为45号钢，用三爪卡盘夹住毛坯。所述螺旋轮数控车削加工工艺方法通过数控车床加工出螺旋轮，加工工序安排合理，大大简化生产加工工艺，加工精度高，加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及机械零件加工技术领域，尤其涉及一种螺旋轮数控车削加工工艺方法。
背景技术
螺旋轮是传动设备中重要零件之一，所述螺旋轮在动力源的作用下产生一个螺旋上升的作用力，在提升物件方面发挥很大作用。因螺旋轮在工作时，承受着方向周期性变化的巨大的弯矩和扭矩，且由于螺旋轮长时间的工作，因此对螺旋轮的刚性、韧性和耐磨性都提出了很高的要求。现有技术对螺旋轮的加工工艺大多较为繁琐、复杂，通用性较差，使用成本和生产成本较高，不能满足生产加工的需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种加工工序安排合理，大大简化生产加工工艺，加工精度高，加工效率高的螺旋轮数控车削加工工艺方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种螺旋轮数控车削加工工艺方法，螺旋轮包括螺旋体和两个端柄，两个所述端柄设置于螺旋体的两端，所述螺旋体包括车槽，所述车槽为螺旋上升，所述车槽的壁面向外倾斜形成螺纹，加工所述螺旋轮包括以下步骤：
步骤A，下料，按一件毛坯加工出一个所述螺旋轮的规格下料，选取的毛坯长为400mm、直径为200mm，毛坯的材料为45号钢，用三爪卡盘夹住毛坯；
步骤B，数控车床对毛坯粗车外圆，外圆的直径为155mm、长为380mm，用试切对刀的方法对刀，使用水溶性切削液对加工刀具冷却，加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤C，数控车床对毛坯的两端粗车端柄，所述端柄的直径为26mm、长度为84mm；加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤D，数控车床对毛坯的外圆粗车车槽，所述车槽的宽度为19mm、深度为23mm；加工刀具的主轴转速为1200r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤E，数控车床对毛坯的外圆粗车螺纹，所述螺纹的宽度为4mm，加工刀具的主轴转速为100r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤F,热处理，所述热处理包括渗碳淬火、回火和抛丸，所述抛丸为除净表面氧化皮；
步骤G,数控车床对毛坯进行精车加工，分别以毛坯的两个端柄定位，先精车外圆，然后精车端柄，接着精车车槽，最后精车螺纹，加工刀具的主轴转速为1000r/min，进给速度为10mm/min，背吃刀量为0.2mm；精车加工后，所述外圆的直径为154mm、长190mm，端柄的直径为25mm、长度为85mm，所述车槽的宽度为20mm、深度为24mm，螺纹的宽度为5mm。
优选地，所述步骤B和步骤C中采用的加工刀具为内孔直径为20mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤D中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金钻刀；
所述步骤E中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤G中采用的加工刀具为内孔直径为14mm的硬质合金平底立铣刀。
优选地，所述步骤F中，所述淬火包括加热完成所述步骤E的毛坯，加热温度为890°-910°，加热时间为15分钟，冷却方式为油冷；
所述回火包括将完成淬火过程的毛坯进行高温回火，回火温度为520°，回火时间为1.5小时；最后，油冷，达到硬度为30-35HRC的标准。
所述螺旋轮数控车削加工工艺方法通过数控车床加工出螺旋轮，先对毛坯进行粗加工以形成螺旋轮的基本轮廓，再进行热处理以提高毛坯的硬度和除去毛坯表面的氧化皮，最后对毛坯进行精加工以达到尺寸标准。根据先主后次、先面后孔、基面先行的三个原则，依次加工外圆、端柄、车槽、螺纹，作为基准面的外圆先加工，以便于定位，夹紧稳定可靠；再加工端柄以确定螺旋体的位置；接着加工车槽、螺纹，从而使加工工作量逐步减少，又确保车槽和螺纹的位置精度，减少加工刀具的磨损。所述螺旋轮数控车削加工工艺方法的加工工序安排合理，大大简化生产加工工艺，加工精度高，加工效率高。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的螺旋轮结构示意图。
其中：外圆4；端柄1；车槽2；螺纹3。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的螺旋轮数控车削加工工艺方法，如图1所示，螺旋轮包括螺旋体和两个端柄1，两个所述端柄1设置于螺旋体的两端，所述螺旋体包括车槽2，所述车槽2为螺旋上升，所述车槽2的壁面向外倾斜形成螺纹3，加工所述螺旋轮包括以下步骤：
步骤A，下料，按一件毛坯加工出一个所述螺旋轮的规格下料，选取的毛坯长为400mm、直径为200mm，毛坯的材料为45号钢，用三爪卡盘夹住毛坯；
步骤B，数控车床对毛坯粗车外圆4，外圆4的直径为155mm、长为380mm，用试切对刀的方法对刀，使用水溶性切削液对加工刀具冷却，加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤C，数控车床对毛坯的两端粗车端柄1，所述端柄1的直径为26mm、长度为84mm；加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤D，数控车床对毛坯的外圆粗车车槽2，所述车槽2的宽度为19mm、深度为23mm；加工刀具的主轴转速为1200r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤E，数控车床对毛坯的外圆粗车螺纹3，所述螺纹3的宽度为4mm，加工刀具的主轴转速为100r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤F,热处理，所述热处理包括渗碳淬火、回火和抛丸，所述抛丸为除净表面氧化皮；
步骤G,数控车床对毛坯进行精车加工，分别以毛坯的两个端柄1定位，先精车外圆4，然后精车端柄1，接着精车车槽2，最后精车螺纹3，加工刀具的主轴转速为1000r/min，进给速度为10mm/min，背吃刀量为0.2mm；精车加工后，所述外圆4的直径为154mm、长190mm，端柄1的直径为25mm、长度为85mm，所述车槽2的宽度为20mm、深度为24mm，螺纹3的宽度为5mm。
所述螺旋轮数控车削加工工艺方法通过数控车床加工出螺旋轮，所述螺旋轮是传动设备中重要零件之一，所述螺旋轮在动力源的作用下产生一个螺旋上升的作用力，在提升物件方面发挥很大作用。因螺旋轮在工作时，承受着方向周期性变化的巨大的弯矩和扭矩，且由于螺旋轮长时间的工作，因此对螺旋轮的刚性、韧性和耐磨性都提出了很高的要求。现有技术对螺旋轮的加工工艺大多较为繁琐、复杂，通用性较差，使用成本和生产成本较高，不能满足生产加工的需求。
所述螺旋轮数控车削加工工艺方法为加工出直径为154mm，高360mm的螺旋轮，考虑到加工时需要一定余量，选取的毛坯长为400mm、直径为200mm，毛坯的材料为45号钢。选择所述毛坯时应考虑到各加工面的几何形状应尽量简单；工艺基准以设计基准相一致；便于装夹、加工和检查；结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。用三爪卡盘夹住毛坯，具有三个固定点，定位更为精准，防止毛坯在加工过程中发生移位。
所述螺旋轮数控车削加工工艺方法先对毛坯进行粗加工以形成螺旋轮的基本轮廓，再进行热处理以提高毛坯的硬度和除去毛坯表面的氧化皮，最后对毛坯进行精加工以达到尺寸标准。所述螺旋轮数控车削加工工艺方法根据先主后次、先面后孔、基面先行的三个原则，依次加工外圆4、端柄1、车槽2、螺纹3，作为基准面的外圆4先加工，以便于定位，夹紧稳定可靠；再加工端柄1以确定螺旋体的位置；接着加工车槽2、螺纹3，从而使加工工作量逐步减少，又确保车槽2和螺纹3的位置精度，减少加工刀具的磨损。用试切对刀的方法对刀，提高加工精度。使用水溶性切削液对加工刀具冷却，减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用，与非水溶性切削液相比，非溶性切削液主要起润滑作用，而水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用，因此加工时采用水溶性切削液进行对加工刀具冷却。
切削用量的选择是根据工件的尺寸大小、原料的尺寸、原料的材料成分和刀具的承受应力来决定的，切削用量是主轴转速、进给速度和背吃刀量这三者的总称，是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。主轴转速是刀具主轴上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，进给速度是工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的瞬时速度，背吃刀量是刀具的刀刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。由于外圆4、端柄1和车槽2的加工面积较大，因此加工时主轴转速较高，提高加工速度；而螺纹3的加工面积较少而且加工难度相对较高，所以加工时主轴转速较低，提高加工精度。加工面积越小，加工难度越高，则进给速度越低，从而工件或刀具在单位时间内，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量越小，以提高加工精度，因此在粗加工时从外圆4、端柄1、车槽2至螺纹3的进给速度逐步降低，精加工的进给速度比粗加工的进给速度低。同理，加工面积越小，加工难度越高，则背吃刀量越小，从而刀具的刀刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量越少，以提高加工精度，因此在粗加工时从外圆4、端柄1、车槽2至螺纹3的背吃刀量逐步减小，精加工的背吃刀量比粗加工的背吃刀量小。所述螺旋轮数控车削加工工艺方法的加工工序安排合理，大大简化生产加工工艺，加工精度高，加工效率高。
优选地，所述步骤B和步骤C中采用的加工刀具为内孔直径为20mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤D中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金钻刀；
所述步骤E中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤G中采用的加工刀具为内孔直径为14mm的硬质合金平底立铣刀。
加工刀具的选择应满足刀具的内孔直径比工件转角处的直径小，当所需切削用量大时则不能使用内孔直径较小的加工刀具。
优选地，所述步骤F中，所述淬火包括加热完成所述步骤E的毛坯，加热温度为890°-910°，加热时间为15分钟，冷却方式为油冷；
所述回火包括将完成淬火过程的毛坯进行高温回火，回火温度为520°，回火时间为1.5小时；最后，油冷，达到硬度为30-35HRC的标准。经过上述的热处理，螺旋轮达到硬度为30-35HRC的标准，满足螺旋轮在实际使用中对硬度和韧性的需求，有效地增强螺旋轮的承载力和强度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种螺旋轮数控车削加工工艺方法，其特征在于：螺旋轮包括螺旋体和两个端柄，两个所述端柄设置于螺旋体的两端，所述螺旋体包括车槽，所述车槽为螺旋上升，所述车槽的壁面向外倾斜形成螺纹，加工所述螺旋轮包括以下步骤：
步骤A，下料，按一件毛坯加工出一个所述螺旋轮的规格下料，选取的毛坯长为400mm、直径为200mm，毛坯的材料为45号钢，用三爪卡盘夹住毛坯；
步骤B，数控车床对毛坯粗车外圆，外圆的直径为155mm、长为380mm，用试切对刀的方法对刀，使用水溶性切削液对加工刀具冷却，加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤C，数控车床对毛坯的两端粗车端柄，所述端柄的直径为26mm、长度为84mm；加工刀具的主轴转速为600r/min，进给速度为30mm/min，背吃刀量为1.5mm；
步骤D，数控车床对毛坯的外圆粗车车槽，所述车槽的宽度为19mm、深度为23mm；加工刀具的主轴转速为1200r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤E，数控车床对毛坯的外圆粗车螺纹，所述螺纹的宽度为4mm，加工刀具的主轴转速为100r/min，进给速度为15mm/min，背吃刀量为0.5mm；
步骤F,热处理，所述热处理包括渗碳淬火、回火和抛丸，所述抛丸为除净表面氧化皮；
步骤G,数控车床对毛坯进行精车加工，分别以毛坯的两个端柄定位，先精车外圆，然后精车端柄，接着精车车槽，最后精车螺纹，加工刀具的主轴转速为1000r/min，进给速度为10mm/min，背吃刀量为0.2mm；精车加工后，所述外圆的直径为154mm、长190mm，端柄的直径为25mm、长度为85mm，所述车槽的宽度为20mm、深度为24mm，螺纹的宽度为5mm。
2.根据权利要求1所述的螺旋轮数控车削加工工艺方法，其特征在于：所述步骤B和步骤C中采用的加工刀具为内孔直径为20mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤D中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金钻刀；
所述步骤E中采用的加工刀具为内孔直径为8mm的硬质合金平底立铣刀；
所述步骤G中采用的加工刀具为内孔直径为14mm的硬质合金平底立铣刀。
3.根据权利要求1所述的螺旋轮数控车削加工工艺方法，其特征在于：所述步骤F中，所述淬火包括加热完成所述步骤E的毛坯，加热温度为890°-910°，加热时间为15分钟，冷却方式为油冷；
所述回火包括将完成淬火过程的毛坯进行高温回火，回火温度为520°，回火时间为1.5小时；最后，油冷，达到硬度为30-35HRC的标准。
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