CN110744261B - 阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法，本方法首先按工件平面铣削的常规加工工序，在工件平面粗加工完成后，在工件表面钻阵列孔或台阶孔；对阵列孔或台阶孔进行孔口倒角，加工出孔口坡口，孔口坡口的深度略大于平面铣削的厚度；然后采用铣削刀具对工件阵列孔平面进行常规铣削作业，完成工件阵列孔平面的切削加工。本方法克服传统工件阵列孔平面铣削的缺陷，达到大幅减少刀具崩刃现象，提高刀具使用寿命，解决因刀具铣削阵列孔平面过程中崩刃或损伤后引起的加工表面质量差、平面度难以达到要求以及切削应力过大的技术问题；并具有良好的推广性和可借鉴性。

Description

阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法
技术领域
本发明涉及机械加工中金属切削技术领域，尤其涉及一种阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法。
背景技术
在机械加工中经常涉及工件阵列孔平面的铣削作业，所谓阵列孔或密布孔是指平面上密布着大小相同或各异的孔，它是各类连铸水箱、背板常见的结构形式。该种设计在常见的平面铣削过程中，当刀具行进至孔口处会形成刀具的冲击载荷区域。刀具在铣削过程中，因长时间反复经受该种冲击，刀具易产生崩刃现象的同时，切削应力也会大幅增加。尤其在面对不锈钢或高硬质材料加工时情况愈发明显。它会致使常规的平面切削变得困难，刀具损耗加剧，出现被加工表面质量不良，平面度难以达到要求，切削应力过大等常见行业难点问题。
目前解决上述问题的方法都是依赖于切削刀具的改进，辅以修调切削参数的途径进行弥补，但这种方式存在一定的局限性和制约性。首先，由于对切削刀具的依赖性，对刀具本身提出更高的要求，这些刀具相较普通刀具也会更加昂贵，给生产成本带来了巨大压力。其次，更主要的是这些昂贵的刀具并不能解决实质性问题。因为以目前的切削刀具技术，发展已到达瓶颈期。切削刀具一般主要以通过对其切削角度、材质等改良及完善，从而较小程度的增强切削过程中刀具刀尖角的抗冲击性能，以减少崩刃的可能。因此依赖于切削刀具的改进要实现大的突破性改变目前还不具备相应条件，且目前尚无一种可能更好解决上述技术问题的工艺方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法，本方法克服传统工件阵列孔平面铣削的缺陷，达到大幅减少刀具崩刃现象，提高刀具使用寿命，解决因刀具铣削阵列孔平面过程中崩刃或损伤后引起的加工表面质量差、平面度难以达到要求以及切削应力过大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法包括如下步骤：
步骤一、按工件平面铣削的常规加工工序对工件平面进行粗加工，在工件平面粗加工完成后，在工件表面钻阵列孔或连接各通孔的台阶孔；
步骤二、对阵列孔或台阶孔进行孔口倒角，加工出孔口坡口，孔口坡口的深度大于平面铣削的厚度；
步骤三、采用铣削刀具对工件已钻阵列孔的平面进行常规铣削作业，完成工件阵列孔平面的切削加工。
进一步，所述孔口坡口的角度为140～150度角。
进一步，所述孔口坡口的深度按如下公式计算，
Figure 559551DEST_PATH_IMAGE001
其中，C为孔口坡口深度，A为工件阵列孔平面铣削余量，B为工件阵列孔平面切削加工完成后阵列孔的倒角深度。
由于本发明阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法采用了上述技术方案，即本方法首先按工件平面铣削的常规加工工序，在工件平面粗加工完成后，在工件表面钻阵列孔或台阶孔；对阵列孔或台阶孔进行孔口倒角，加工出孔口坡口，孔口坡口的深度略大于平面铣削的厚度；然后采用铣削刀具对工件阵列孔平面进行常规铣削作业，完成工件阵列孔平面的切削加工。本方法克服传统工件阵列孔平面铣削的缺陷，达到大幅减少刀具崩刃现象，提高刀具使用寿命，解决因刀具铣削阵列孔平面过程中崩刃或损伤后引起的加工表面质量差、平面度难以达到要求以及切削应力过大的技术问题。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法示意图；
图2为图1中A部放大图。
具体实施方式
实施例如图1和图2所示，本发明阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法包括如下步骤：
步骤一、按工件1平面铣削的常规加工工序对工件平面进行粗加工，在工件1平面粗加工完成后，在工件1表面钻阵列孔11或连接各通孔的台阶孔12；
步骤二、对阵列孔11或台阶孔12进行孔口倒角，加工出孔口坡口2，孔口坡口2的深度略大于工件1平面铣削的厚度；
步骤三、采用铣削刀具3对工件1已钻阵列孔的平面进行常规铣削作业，完成工件阵列孔平面的切削加工。
优选的，所述孔口坡口2的角度为140～150度角。
优选的，所述孔口坡口2的深度按如下公式计算，
Figure 373924DEST_PATH_IMAGE001
其中，C为孔口坡口深度，A为工件阵列孔平面铣削余量，B为工件阵列孔平面切削加工完成后阵列孔的倒角深度。
如孔径为Φ27mm的阵列孔平面需要铣削的余量为3mm，孔口倒角为C0.5，则在倒角工序中设定孔口坡口的深度为3+0.5/2=3.25mm。
本方法在阵列孔平面铣削作业前，增加一道孔口倒角工序，对所需加工平面涉及的孔口进行坡口倒角，但不影响最终加工完成面的孔口质量。
通过改变被加工对象切削表面孔口形状的工艺方法达到减缓刀具刃口与孔口之间所产生的切削冲击、改善切削应力的目的。本方法与传统依赖刀具改善降低切削冲击的方法相比，本方法更具主动性，因为加工刀具的改善是一般企业无法掌控的，它的研发通常只能由刀具企业进行刀具的更新升级换代。而本方法在不改变原有切削刀具等条件的情况下，通过对阵列孔孔口增加坡口倒角工序，使得原有孔口与平面间形成的垂直面冲击载荷区，因坡口（形状）的改变而减缓冲击的产生，使得刀具在加工进给过程中变得柔顺，切削过程更为顺畅，消除了刀具崩刃现象的产生。
本方法通过二十余套近百件阵列孔平面铣削验证：有效减缓刀具刃口与孔口之间所产生的切削冲击，消除了刀具“大崩刃”现象。与以往工件阵列孔平面加工相比，在不改变切削条件（如速度）的情况下，能提高了刀具寿命（如切削时长）两倍以上，工件表面加工质量差、平面度难以达到要求、切削应力增大的一系列问题也随之消失。同时由于刀具切削变得稳定，切削效率较以往增加了30%以上。

Claims (3)

1.一种阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、按工件平面铣削的加工工序对工件平面进行粗加工，在工件平面粗加工完成后，在工件表面钻阵列孔或连接各通孔的台阶孔；
步骤二、对阵列孔或台阶孔进行孔口倒角，加工出孔口坡口，孔口坡口的深度大于平面铣削的厚度；
步骤三、采用铣削刀具对工件已钻阵列孔的平面进行铣削作业，完成工件阵列孔平面的切削加工。
2.根据权利要求1所述的阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法，其特征在于：所述孔口坡口的角度为140～150度角。
3.根据权利要求1所述的阵列孔平面铣削减缓刀具冲击的方法，其特征在于：所述孔口坡口的深度按如下公式计算，
Figure 81707DEST_PATH_IMAGE001
其中，C为孔口坡口深度，A为工件阵列孔平面铣削余量，B为工件阵列孔平面切削加工完成后阵列孔的倒角深度。
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