CN107812970A - 一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构及方法 - Google Patents

Abstract

一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构及方法，双面车削用刀具装夹机构的刀夹主体与机床刀架相连；刀夹主体下部开设有刀具安装孔，刀具安装孔内的上下车刀平行布置且刀尖正对，上下车刀通过刀具紧固螺栓固定；对刀块安装架上部与刀夹主体相连，对刀块固装在对刀块安装架下部；上下车刀之间设有车刀间距调整垫块；下车刀下方的刀夹主体上安装有刀具高度微调螺栓。双面车削方法步骤为：将刀夹主体与机床刀架相连；安装对刀块；安装下车刀，使下车刀刀尖顶靠在对刀点上；安装上车刀，将车刀间距调整垫块置于上下车刀之间，使上车刀刀尖顶靠在对刀点上；旋紧刀具紧固螺栓；卸下对刀块安装架及其上对刀块；启动车床，对零件上下端面进行同步车削。

Description

一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构及方法

技术领域

本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构及方法。

背景技术

以某四级旋转环零件为例，其属于一种薄壁等厚零件，壁厚尺寸要求为2.5±0.05mm，零件的上下端面的平行度要求为0.05mm。

目前，该零件只能采用多次翻转车削的方式来加工上下端面，由于零件的来料状态为板料，且在自由状态下，零件上下端面的平面度均在0.5mm左右，为了在车削加工中保证零件与基准块的贴合，防止零件处于悬空状态，则需要在悬空部分垫上塞尺。尽管如此，仍不能完全消除间隙，悬空点依然存在，而在此状态下车削零件，由于悬空部分的弹性变形，加工后零件会进行回弹，从而导致零件壁厚尺寸的不均匀，且上下端面的平行度和平面度也难以达到加工要求。

由于现有加工方式的制约，导致该零件在厚度尺寸、平行度及平面度上极易超差，使零件的加工合格率只有10％左右，严重限制了零件的批量生产。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构及方法，首次将零件的加工合格率提高到100％，完全杜绝了零件在厚度尺寸、平行度及平面度上的超差，零件的加工效率也得到大幅度提升，单件加工时间由原来的20小时缩短为0.5小时，顺利实现了零件的批量生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，包括刀夹主体、对刀块、对刀块安装架及刀具紧固螺栓；所述刀夹主体顶部采用燕尾型滑轨结构，刀夹主体通过顶部的燕尾型滑轨结构与机床刀架相连；在所述刀夹主体的下部开设有刀具安装孔，在刀具安装孔内设置有上下两把车刀，分为上车刀和下车刀，上车刀与下车刀平行布置且刀尖正对；在所述刀具安装孔侧部的刀夹主体上分布有上下两排刀具紧固螺栓，上排的刀具紧固螺栓与上车刀相配合，下排的刀具紧固螺栓与下车刀相配合；所述对刀块安装架上部与刀夹主体相连，且刀块安装架与刀夹主体采用可拆卸式结构；所述对刀块通过螺钉固装在对刀块安装架下部，对刀块与上车刀及下车刀相配合。

所述对刀块安装架顶部开设有竖直方向的腰形孔，对刀块安装架通过长方头螺栓与刀夹主体相连，且长方头螺栓位于腰形孔内。

在所述腰形孔侧方的刀夹主体上开设有竖直方向的导向凹槽，所述对刀块安装架上设置有导向凸块，且导向凸块位于导向凹槽内。

在上车刀与下车刀之间加装有车刀间距调整垫块。

在下车刀下方的刀夹主体上安装有刀具高度微调螺栓。

一种薄壁等厚零件的双面车削方法，采用了所述的双面车削用刀具装夹机构，包括如下步骤：

步骤一：先将刀夹主体与机床刀架连接在一起，再将对刀块安装架安装到刀夹主体上，调整好对刀块安装架的安装位置，然后旋紧长方头螺栓，完成对刀块安装架的安装固定；

步骤二：先根据零件的厚度选取相应的对刀块，然后将选好的对刀块固定安装到对刀块安装架上；

步骤三：先将下车刀放入刀具安装孔内，并使下车刀的刀尖顶靠在对刀块的侧立面上，然后旋转刀具高度微调螺栓，以调整下车刀的高度，直到下车刀的刀尖顶靠在对刀块的下部对刀点上；

步骤四：先将车刀间距调整垫块放置到下车刀上方，然后将上车刀送入刀具安装孔内并放置到车刀间距调整垫块上方，以使上车刀的刀尖顶靠在对刀块的上部对刀点上，此时上车刀与下车刀相平行且刀尖正对，最后旋紧两排刀具紧固螺栓，完成刀具的固定安装；

步骤五：旋下长方头螺栓，然后将对刀块安装架及其上对刀块一同卸下；

步骤六：启动车床，首先控制刀具由外向内且沿径向进给，当刀具车削到零件内侧位置后，再控制刀具由内向外且沿径向反向进给，最终实现对零件上下端面的同步车削。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，首次将零件的加工合格率提高到100％，完全杜绝了零件在厚度尺寸、平行度及平面度上的超差，零件的加工效率也得到大幅度提升，单件加工时间由原来的20小时缩短为0.5小时，顺利实现了零件的批量生产。

附图说明

图1为本发明的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构的正视图；

图2为本发明的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构的侧视图；

图3为双面车削示意图；

图中，1—刀夹主体，2—对刀块，3—对刀块安装架，4—刀具紧固螺栓，5—刀具安装孔，6—上车刀，7—下车刀，8—螺钉，9—腰形孔，10—长方头螺栓，11—导向凹槽，12—车刀间距调整垫块，13—刀具高度微调螺栓，14—薄壁等厚零件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，包括刀夹主体1、对刀块2、对刀块安装架3及刀具紧固螺栓4；所述刀夹主体1顶部采用燕尾型滑轨结构，刀夹主体1通过顶部的燕尾型滑轨结构与机床刀架相连；在所述刀夹主体1的下部开设有刀具安装孔5，在刀具安装孔5内设置有上下两把车刀，分为上车刀6和下车刀7，上车刀6与下车刀7平行布置且刀尖正对；在所述刀具安装孔5侧部的刀夹主体1上分布有上下两排刀具紧固螺栓4，上排的刀具紧固螺栓4与上车刀6相配合，下排的刀具紧固螺栓4与下车刀7相配合；所述对刀块安装架3上部与刀夹主体1相连，且刀块安装架3与刀夹主体1采用可拆卸式结构；所述对刀块2通过螺钉8固装在对刀块安装架3下部，对刀块2与上车刀6及下车刀7相配合。

所述对刀块安装架3顶部开设有竖直方向的腰形孔9，对刀块安装架3通过长方头螺栓10与刀夹主体1相连，且长方头螺栓10位于腰形孔9内。

在所述腰形孔9侧方的刀夹主体1上开设有竖直方向的导向凹槽11，所述对刀块安装架3上设置有导向凸块，且导向凸块位于导向凹槽11内。

在上车刀6与下车刀7之间加装有车刀间距调整垫块12。

在下车刀7下方的刀夹主体1上安装有刀具高度微调螺栓13。

一种薄壁等厚零件的双面车削方法，采用了所述的双面车削用刀具装夹机构，包括如下步骤：

步骤一：先将刀夹主体1与机床刀架连接在一起，再将对刀块安装架3安装到刀夹主体1上，调整好对刀块安装架3的安装位置，然后旋紧长方头螺栓10，完成对刀块安装架3的安装固定；

步骤二：先根据零件的厚度选取相应的对刀块2，然后将选好的对刀块2固定安装到对刀块安装架3上；

步骤三：先将下车刀7放入刀具安装孔5内，并使下车刀7的刀尖顶靠在对刀块2的侧立面上，然后旋转刀具高度微调螺栓13，以调整下车刀7的高度，直到下车刀7的刀尖顶靠在对刀块2的下部对刀点上；

步骤四：先将车刀间距调整垫块12放置到下车刀7上方，然后将上车刀6送入刀具安装孔5内并放置到车刀间距调整垫块12上方，以使上车刀6的刀尖顶靠在对刀块2的上部对刀点上，此时上车刀6与下车刀7相平行且刀尖正对，最后旋紧两排刀具紧固螺栓4，完成刀具的固定安装；

步骤五：旋下长方头螺栓10，然后将对刀块安装架3及其上对刀块2一同卸下；

步骤六：启动车床，首先控制刀具由外向内且沿径向进给，当刀具车削到零件内侧位置后，再控制刀具由内向外且沿径向反向进给，最终实现对零件上下端面的同步车削，如图3所示。

本实施例中，对刀块2为T型结构，上车刀6与下车刀7采用同型号的左右瞥刀杆(刀杆型号分别为SVJBL3225P16和SVJBR3225P16)，上车刀6与下车刀7均采用的是菱形刀片，菱形刀片的型号为VBMT160408-S05F。

由于采用同步双面车削，大幅度减少了零件的装夹和找正时间，仅通过一次装夹找正就可完成全部端面加工，加工效率得到了大幅度提升，单件加工时间由原来的20小时缩短为0.5小时。在双面车削过程中，由于零件会承受两把车刀的力，但这两个力的大小相等且方向相反，因此可以相互抵消，保证了零件在同步双面车削后的壁厚更加均匀，并且平行度及平面度能够轻松满足指标要求，使零件的加工合格率达到了100％。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，其特征在于：包括刀夹主体、对刀块、对刀块安装架及刀具紧固螺栓；所述刀夹主体顶部采用燕尾型滑轨结构，刀夹主体通过顶部的燕尾型滑轨结构与机床刀架相连；在所述刀夹主体的下部开设有刀具安装孔，在刀具安装孔内设置有上下两把车刀，分为上车刀和下车刀，上车刀与下车刀平行布置且刀尖正对；在所述刀具安装孔侧部的刀夹主体上分布有上下两排刀具紧固螺栓，上排的刀具紧固螺栓与上车刀相配合，下排的刀具紧固螺栓与下车刀相配合；所述对刀块安装架上部与刀夹主体相连，且刀块安装架与刀夹主体采用可拆卸式结构；所述对刀块通过螺钉固装在对刀块安装架下部，对刀块与上车刀及下车刀相配合。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，其特征在于：所述对刀块安装架顶部开设有竖直方向的腰形孔，对刀块安装架通过长方头螺栓与刀夹主体相连，且长方头螺栓位于腰形孔内。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，其特征在于：在所述腰形孔侧方的刀夹主体上开设有竖直方向的导向凹槽，所述对刀块安装架上设置有导向凸块，且导向凸块位于导向凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，其特征在于：在上车刀与下车刀之间加装有车刀间距调整垫块。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁等厚零件的双面车削用刀具装夹机构，其特征在于：在下车刀下方的刀夹主体上安装有刀具高度微调螺栓。

6.一种薄壁等厚零件的双面车削方法，采用了权利要求1所述的双面车削用刀具装夹机构，包括如下步骤：

步骤一：先将刀夹主体与机床刀架连接在一起，再将对刀块安装架安装到刀夹主体上，调整好对刀块安装架的安装位置，然后旋紧长方头螺栓，完成对刀块安装架的安装固定；

步骤二：先根据零件的厚度选取相应的对刀块，然后将选好的对刀块固定安装到对刀块安装架上；

步骤三：先将下车刀放入刀具安装孔内，并使下车刀的刀尖顶靠在对刀块的侧立面上，然后旋转刀具高度微调螺栓，以调整下车刀的高度，直到下车刀的刀尖顶靠在对刀块的下部对刀点上；

步骤四：先将车刀间距调整垫块放置到下车刀上方，然后将上车刀送入刀具安装孔内并放置到车刀间距调整垫块上方，以使上车刀的刀尖顶靠在对刀块的上部对刀点上，此时上车刀与下车刀相平行且刀尖正对，最后旋紧两排刀具紧固螺栓，完成刀具的固定安装；

步骤五：旋下长方头螺栓，然后将对刀块安装架及其上对刀块一同卸下；

步骤六：启动车床，首先控制刀具由外向内且沿径向进给，当刀具车削到零件内侧位置后，再控制刀具由内向外且沿径向反向进给，最终实现对零件上下端面的同步车削。