CN110153639B - 端面异形槽的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端面异形槽的加工方法，属于机械加工技术领域。所述加工方法包括：将所述端面异型槽分成四个区域；粗加工所述四个区域；精加工所述四个区域。本发明根据市场现有的标准刀具所能加工的加工范围，将端面异型槽分成四个区域，然后对端面异型槽的四个区域进行粗加工和精加工，以完成整个端面异形槽的加工。无需定制非标准刀具，与现有的加工方法相比，不仅避免了定制非标准车刀，缩短了工件的生产周期，降低了工件的加工成本，而且能保证加工后的端面异型槽的尺寸满足图纸要求。

Description

端面异形槽的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种端面异形槽的加工方法。

背景技术

异形槽是指槽的截面为不规则形状的槽，常见于各种机械零件上。

目前有一种环形工件，为了减轻自身的重量，在其端面上加工有一异型槽。在加工该异形槽时，通常采用的方法是定制与该异形槽的形状相匹配的非标准刀具以完成异型槽的加工。但是由于非标准刀具的定制周期较长，且定制费用较高，采用非标准刀具加工异型槽不仅增加了环形工件的生产周期，还增加了环形工件的加工成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种端面异形槽的加工方法，可以缩短环形工件的生产周期，降低环形工件的加工成本。所述技术方案如下：

本发明提供了一种端面异型槽的加工方法，用于在待加工工件上加工端面异形槽，所述端面异形槽为圆环形，所述端面异型槽包括内壁、第一外壁、第二外壁和底面，所述第一外壁与所述第二外壁相连，且所述第二外壁靠近所述底面设置，所述第一外壁和所述第二外壁的连接处设有第一圆角，所述第一外壁与所述内壁平行，所述第二外壁与所述内壁之间的距离大于所述第一外壁与所述内壁之间的距离，所述第二外壁与所述底面的连接处设有第二圆角，沿所述端面异型槽的深度方向，所述第二外壁与所述内壁之间的距离深度方向逐渐增大，所述第一外壁与所述第二外壁的长度之和大于所述内壁的长度；

所述底面包括靠近所述内壁的第一段和除所述第一段之外的的第二段，所述加工方法包括：

将所述端面异型槽分成四个区域，所述四个区域包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所述第一区域包括所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段，所述第二区域包括所述底面的第二段，所述第三区域包括所述第二外壁和所述第一圆角，所述第四区域包括所述第二圆角；

粗加工所述四个区域；

精加工所述四个区域。

进一步地，所述粗加工所述四个区域，包括：

采用第一切槽刀粗加工所述第一区域，得到所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段，所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段上留有的加工余量a；

采用第二切槽刀粗加工所述第二区域，得到所述底面的第二段，所述底面的第二段上留有加工余量a；

采用第三车内孔刀粗加工所述第三区域，得到所述第二外壁和所述第一圆角，所述第二外壁和所述第一圆角上留有加工余量a；

采用第四外圆车刀粗加工所述第四区域，得到所述第二圆角，所述第二圆角上留有加工余量a。

进一步地，a＝2mm。

进一步地，所述底面的第一段在水平面上的正投影的长度大于所述第二切槽刀的宽度。

进一步地，所述第一切槽刀的切削深度大于所述第二切槽刀的切削深度。

进一步地，所述采用第四外圆车刀粗加工所述第四区域，包括：

控制所述第四外圆车刀与所述第二外壁呈夹角θ，粗加工所述第四区域，0＜θ≤3°。

进一步地，所述精加工所述四个区域，包括：

采用第一切槽刀精加工所述第一区域，以加工出所述端面异形槽的内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段；

采用第二切槽刀精加工所述第二区域，以加工出所述底面的第二段；

采用第三车内孔刀精加工所述第三区域，以加工出所述第二外壁和所述第一圆角；

采用第四外圆车刀精加工所述第四区域，以加工出所述第二圆角。

进一步地，所述底面的第一段在水平面上的正投影的长度大于所述第二切槽刀的宽度。

进一步地，所述第四外圆车刀精加工所述第四区域，包括：

控制所述第四外圆车刀与所述第二外壁呈夹角θ，精加工所述第四区域，0＜θ≤3°。

进一步地，在粗加工所述四个区域之后，精加工所述四个区域之前，所述加工方法还包括：

对所述待加工工件进行退火处理。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

根据市场现有的标准刀具所能加工的加工范围，将端面异型槽分成四个区域，然后对端面异型槽的四个区域进行粗加工和精加工，以完成整个端面异形槽的加工。本发明提供的加工方法无需定制非标准刀具，与现有的加工方法相比，不仅避免了定制非标准车刀，缩短了工件的生产周期，降低了工件的加工成本，而且能保证加工后的端面异型槽的尺寸满足图纸要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种环形工件的部分结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种端面异型槽的加工方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种端面异形槽的分区示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种端面异型槽的加工方法流程图；

图5是本发明实施例提供的一种粗加工第一区域I的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种粗加工第二区域II的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种粗加工第三区域III的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种粗加工第四区域IV的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种粗加工后的端面异型槽的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了更好的理解本发明，以下简单说明环形工件的结构：

待加工工件为环形工件，需要在该环形待加工工件的端面上加工出一环形的端面异形槽。图1是本发明实施例提供的一种环形工件的部分结构示意图，如图1所示，该环形工件的端面上加工有一环形的端面异形槽100。

该端面异型槽100包括内壁110、第一外壁121、第二外壁122和底面130，第一外壁121与第二外壁122相连，且第二外壁122靠近底面130设置，第一外壁121和第二外壁122的连接处设有第一圆角R1，第一外壁121与内壁110平行，第二外壁122与内壁110之间的距离d2大于第一外壁121与内壁110之间的距离d1，第二外壁122与底面130的连接处设有第二圆角R2。

沿端面异型槽100的深度方向x，第二外壁121与内壁110之间的距离d2逐渐增大，第一外壁121与第二外壁122的长度之和L1大于内壁110的长度L2。

在本实施例中，d1＝43.3mm，L1＝73.5mm，第一外壁的厚度可以为8.1mm，第二外壁在竖直方向上的倾斜角度α＝5°，底面在水平方向上的倾斜角度β＝28°。

本发明提供了一种端面异型槽的加工方法，用于在待加工工件上加工出如图1所示的端面异形槽。图2是本发明实施例提供的一种端面异型槽的加工方法流程图，如图2所示，该加工方法包括：

步骤201、将端面异型槽分成四个区域。

图3是本发明实施例提供的一种端面异形槽的分区示意图，如图3所示，在本实施例中，底面130包括靠近内壁110的第一段131和除第一段131之外的的第二段132。

端面异型槽100被分为四个区域(图中同一方向的剖面线表示同一区域)，四个区域包括第一区域I、第二区域II、第三区域III和第四区域IV。第一区域I包括内壁110、第一外壁121和底面130的第一段131，第二区域II包括底面130的第二段132，第三区域III包括第二外壁122和第一圆角R1，第四区域IV包括第二圆角R2。

步骤202、粗加工四个区域。

步骤203、精加工四个区域。

本发明实施例根据市场现有的标准刀具所能加工的加工范围，将端面异型槽分成四个区域，然后对端面异型槽的四个区域进行粗加工和精加工，以完成整个端面异形槽的加工。本发明提供的加工方法无需定制非标准刀具，与现有的加工方法相比，不仅避免了定制非标准车刀，缩短了工件的生产周期，降低了工件的加工成本，而且能保证加工后的端面异型槽的尺寸满足图纸要求。

图4是本发明实施例提供的另一种端面异型槽的加工方法流程图，如图4所示，该加工方法包括：

步骤401、将端面异型槽分成四个区域。

具体参见步骤201和图3，本发明在此不再赘述。

步骤402、粗加工四个区域。

示例性地，步骤402可以包括：

第一步、采用第一切槽刀510粗加工第一区域I。

图5是本发明实施例提供的一种粗加工第一区域I的示意图，如图5所示，采用第一切槽刀510粗加工第一区域I，得到内壁110、第一外壁121和底面130的第一段131，内壁110、第一外壁121和底面130的第一段131上留有的加工余量a。

可选地，第一切槽刀510可以采用刀柄型号为CFSR3225R08，刀片型号为LCMR300808-0800-FT,CP500的三高标准切槽刀。

第二步、采用第二切槽刀520粗加工第二区域II。得到底面130的第二段132，底面130的第二段132上留有加工余量a。

图6是本发明实施例提供的一种粗加工第二区域II的示意图，如图6所示，采用第二切槽刀520粗加工第二区域II，得到底面130的第二段132，底面130的第二段132上留有加工余量a。

需要说明的是，第二区域II所在位置深度较第一区域I所在位置深度较深，由于第一槽刀510的刀柄较宽，若用第一槽刀510加工第二区域II，第一槽刀的刀柄会与内壁110存在干涉。所以选用第二切槽刀520的宽度n小于槽口宽度d1的第二切槽刀520伸入槽内部加工第二区域II。

在本实施例中，底面130的第一段131在水平面上的正投影的长度m大于第二切槽刀520的宽度n，以防止采用第二切槽刀520加工第二区域II时，第二切槽刀520的刀杆与环形工件的内壁110发生干涉。

可选地，第二切槽刀520可以采用刀柄型号为CFZR1616M2802，刀片型号为LCMF2802M0-0200-MP，CP5000的三高标准切槽刀。

第三步、采用第三车内孔刀530粗加工第三区域III。

图7是本发明实施例提供的一种粗加工第三区域III的示意图，如图7所示，采用第三车内孔刀530粗加工第三区域III，得到第二外壁122和第一圆角R1，第二外壁122和第一圆角R1上留有加工余量a。

可选地，第三车内孔刀530可以采用刀柄型号为A32T-CGJR1303，刀片型号为LCMF130304-0300-MC,CP500的三高标准车刀。

第四步、采用第四外圆车刀540粗加工第四区域IV。

图8是本发明实施例提供的一种粗加工第四区域IV的示意图，如图8所示，采用第四外圆车刀540粗加工第四区域IV，得到第二圆角R2，第二圆角R2上留有加工余量a。

需要说明的是，在采用第四外圆车刀540粗加工第四区域IV的过程中，需要控制第四外圆车刀540与第二外壁122呈夹角θ，粗加工第四区域，0＜θ≤3°，以防止第四外圆车刀540的刀杆与环形工件发生干涉。

在本实施例中，θ可以根据第四外圆车刀540的刀背不与环形工件碰撞所能偏斜的最大角度来确定。

可选地，第四外圆车刀540可以采用刀柄型号为SVLBR3225P16，刀片型号为VBMT160408-F2,TS2000的三高标准车刀。

图9是本发明实施例提供的一种粗加工后的端面异型槽的示意图，如图9所示，此时端面异型槽100的各个面上均留有粗加工余量a，a＝2mm。

步骤403、对待加工工件进行退火处理。

示例性地，可以将待加工工件放置在箱式退火炉进行退火处理，炉温≤300℃放入炉内，随炉升温至450℃保温1～2h，然后炉温升高到600℃保温4～6h，然后炉冷至≤300℃出炉。通过在粗加工之后对待加工工件进行退火处理，可以防止待加工工件在后期进行精加工时产生变形。

步骤403、精加工四个区域。

示例性地，步骤403可以包括：

第一步、采用第一切槽刀精加工第一区域I，以加工出端面异形槽100的内壁110、第一外壁120和底面130的第一段131。

第二步、采用第二切槽刀精加工第二区域II，以加工出底面130的第二段132。

其中，底面130的第一段131在水平面上的正投影的长度大于第二切槽刀的宽度，以防止采用第二切槽刀加工第二区域II时，第二切槽刀的刀杆与环形工件的内壁110发生干涉。

第三步、采用第三车内孔刀精加工第三区域III，以加工出第二外壁122和第一圆角R1。

第四步、采用第四外圆车刀精加工第四区域IV，以加工出第二圆角R2。

在采用第四外圆车刀精加工第四区域IV时，需控制第四外圆车刀与第二外壁呈夹角θ，精加工第四区域IV，0＜θ≤3°，以防止第四外圆车刀的刀杆与环形工件发生干涉。

执行完步骤404后，即可在环形工件的端面上加工出如图1所示的端面异型槽100。

本发明实施例根据市场现有的标准刀具所能加工的加工范围，将端面异型槽分成四个区域，然后对端面异型槽的四个区域进行粗加工和精加工，以完成整个端面异形槽的加工。本发明提供的加工方法无需定制非标准刀具，与现有的加工方法相比，不仅避免了定制非标准车刀，缩短了工件的生产周期，降低了工件的加工成本，而且能保证加工后的端面异型槽的尺寸满足图纸要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种端面异型槽的加工方法，用于在待加工工件上加工端面异形槽，所述端面异形槽为圆环形，所述端面异型槽包括内壁、第一外壁、第二外壁和底面，所述第一外壁与所述第二外壁相连，且所述第二外壁靠近所述底面设置，所述第一外壁和所述第二外壁的连接处设有第一圆角，所述第一外壁与所述内壁平行，所述第二外壁与所述内壁之间的距离大于所述第一外壁与所述内壁之间的距离，所述第二外壁与所述底面的连接处设有第二圆角，沿所述端面异型槽的深度方向，所述第二外壁与所述内壁之间的距离逐渐增大，所述第一外壁与所述第二外壁的长度之和大于所述内壁的长度；

其特征在于，所述底面包括靠近所述内壁的第一段和除所述第一段之外的的第二段，所述加工方法包括：

将所述端面异型槽分成四个区域，所述四个区域包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所述第一区域包括所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段，所述第二区域包括所述底面的第二段，所述第三区域包括所述第二外壁和所述第一圆角，所述第四区域包括所述第二圆角；

粗加工所述四个区域；

精加工所述四个区域；

所述粗加工所述四个区域，包括：

采用第一切槽刀粗加工所述第一区域，得到所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段，所述内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段上留有的加工余量a；

采用第二切槽刀粗加工所述第二区域，得到所述底面的第二段，所述底面的第二段上留有加工余量a；

采用第三车内孔刀粗加工所述第三区域，得到所述第二外壁和所述第一圆角，所述第二外壁和所述第一圆角上留有加工余量a；

采用第四外圆车刀粗加工所述第四区域，得到所述第二圆角，所述第二圆角上留有加工余量a。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，a＝2mm。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述底面的第一段在水平面上的正投影的长度大于所述第二切槽刀的宽度。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述第一切槽刀的切削深度大于所述第二切槽刀的切削深度。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述采用第四外圆车刀粗加工所述第四区域，包括：

控制所述第四外圆车刀与所述第二外壁呈夹角θ，粗加工所述第四区域，0＜θ≤3°。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述精加工所述四个区域，包括：

采用第一切槽刀精加工所述第一区域，以加工出所述端面异形槽的内壁、所述第一外壁和所述底面的第一段；

采用第二切槽刀精加工所述第二区域，以加工出所述底面的第二段；

采用第三车内孔刀精加工所述第三区域，以加工出所述第二外壁和所述第一圆角；

采用第四外圆车刀精加工所述第四区域，以加工出所述第二圆角。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述底面的第一段在水平面上的正投影的长度大于所述第二切槽刀的宽度。

8.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述第四外圆车刀精加工所述第四区域，包括：

控制所述第四外圆车刀与所述第二外壁呈夹角θ，精加工所述第四区域，0＜θ≤3°。

9.根据权利要求1～8任一项所述的加工方法，其特征在于，在粗加工所述四个区域之后，精加工所述四个区域之前，所述加工方法还包括：

对所述待加工工件进行退火处理。

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