CN107617768B - 一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数控车削零部件加工领域，具体涉及一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料；b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加，d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行绗切加工；e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工；f：绗切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上。
Description
技术领域
本发明属于数控车削零部件加工领域，具体涉及一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法。
背景技术
矩形花键多用于传递转矩并经常滑移的轴箍联接，需要专用的加工设备和成形刀具。传统的花键加工通常有铣削法、滚齿法和磨削法三种。铣削法是在铣床上采用专用成型铣刀直接铣出齿间轮廓，用分度头分齿逐齿铣削，其缺点是生产率和精度较低。滚齿法是用花键滚刀在花键轴滚齿机上按展成法加工，其缺点是须专用机床设备和滚齿刀，制造成本高，周期长。磨削法是用成型砂轮在花键轴上磨削花键齿侧面和底径，适应于加工淬硬的花键轴或精度要求更高的，其缺点是需要专用的机床和砂轮，加工周期长，成本高。而这些方法对于设备要求高，在中小批量生产中，难以普及应用。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法。
一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
所述步骤b中的余量范围为0.1～0.2mm。
所述步骤c中结束的时候对花键上侧齿进行精铣。
所述步骤e中结束的时候对花键的下侧齿进行精铣。
工作原理：
当数控车削中心的铣刀开始旋转时，将卡盘C轴旋转定位到0°后，再将刀具向上偏移一个键槽所需的高度Y值，利用轴向断面钻孔循环G83的循环方式，径向动力头执行轴向动力头分度端面钻孔循环，使C轴和Z轴产生相应的往复运动，Z向周期性沿C轴按0.1～1度重复进给的循环指令，达到行切目的。
本发明的有益效果：
1.本发明可以快速在数控车削中心上实现花键轴零件的一次装夹加工，加工方法简单高效，推动了机械加工等行业快速发展。
2.本发明由于加工方法简单高效，对比现有技术而言缩短了加工工期。
3.本发明由于加工步骤简单，使得加工设备要求不是很高，对比现有技术而言大大减少了加工成本。
附图标记
1.机床主轴卡盘、2.机床径向动力刀座、3.立铣刀、4.花键；
附图说明
图1零件及刀具装夹示意图；
图2 为利用Y轴向上偏移刀具加工花键侧齿的示意图；
图3 为利用Y轴向下偏移刀具加工花键侧齿的示意图；
图4为行切花键小径走刀示意图；
图5为图4中I部位的放大图。
具体实施方式：
实施例1：一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：零件及刀具安装如图1所示，刀具选择，根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W（即D≤1/2W）, 铣刀底角r等于键槽填角R（即r=R）；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量0.1～0.2mm；
c：如图2所示，精铣加工花键上侧齿，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B（即1/2B），精铣花键上侧齿；
d：行切加工花键小径上半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，走刀路径如图4所示，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点。
e：如图3所示，加工花键下侧齿，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B（即1/2B），精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，走刀路径如图4所示，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点。
g：将第三步到第六步的加工程序编制为子程序，完成加工一个花键槽及花键侧槽。根据工程图要求，调用子程序加工其余花键槽及花键侧槽。
基于FANUC 18iT系统G代码精加工行切加工花键小径子程序编程方法：
当数控车削中心的铣刀开始旋转时，将卡盘C轴旋转定位到0°后，再将刀具向上偏移一个键槽所需的高度Y值（图2所示），利用轴向断面钻孔循环G83的循环方式，径向动力头执行轴向动力头分度端面钻孔循环，使C轴和Z轴产生相应的往复运动，Z向周期性沿C轴按0.1～1度（根据加工精度）重复进给的循环指令，达到行切目的，走刀路径如图4所示。
实施例2：
一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
实施例3：
一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
所述步骤b中的余量范围为0.1～0.2mm。
实施例4：
一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
所述步骤b中的余量范围为0.1～0.2mm。
所述步骤c中结束的时候对花键上侧齿进行精铣。
实施例5：
一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
所述步骤b中的余量范围为0.1～0.2mm。
所述步骤c中结束的时候对花键上侧齿进行精铣。
所述步骤e中结束的时候对花键的下侧齿进行精铣。
工作原理：
当数控车削中心的铣刀开始旋转时，将卡盘C轴旋转定位到0°后，再将刀具向上偏移一个键槽所需的高度Y值，利用轴向断面钻孔循环G83的循环方式，径向动力头执行轴向动力头分度端面钻孔循环，使C轴和Z轴产生相应的往复运动，Z向周期性沿C轴按0.1～1度重复进给的循环指令，达到行切目的。
Claims (3)
1.一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a：根据被加工零件材料，选择铣刀刀具材料，粗加工刀具直径应小于键槽宽度，精加工刀具直径D应小于等于1/2键槽宽度W, 铣刀底角r等于键槽填角R；
b：对外花键键槽进行粗加工，各面留余量；
c：将步骤b中得到的花键上侧齿进行精铣加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向上偏移1/2齿宽度B；
d：将步骤c中得到的花键的小径上半部进行行切加工，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径上半部分，从齿上侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点；
e：将步骤d中得到的花键的下侧齿进行加工，利用车削中心C轴的精确定位功能，将花键齿旋转水平定位后，再利用车削中心Y轴功能将刀具向下偏移1/2齿宽度B，精铣花键下侧齿；
f：行切加工花键小径下半部，将立铣刀安装在径向动力刀座上，利用数控系统的轴向断面钻孔循环G83行切加工花键小径下半部分，从齿下侧面开始行切加工，直至刀具中心过P1点，完成加工一个花键槽及花键侧槽；
g：重复将第c步到第f步,加工其余花键槽及花键侧槽。
2.根据权利要求1所述一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于：所述步骤b中的余量范围为0.1～0.2mm。
3.根据权利要求1所述一种适用于数控车削中心的矩形外花键加工方法，其特征在于：所述步骤c中结束的时候对花键上侧齿进行精铣。
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