CN111283270A - 柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法 - Google Patents

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李寿东
邓兆博
王臣
王欣
周鑫琦
魏保胜
孙绍清
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Abstract

柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，属于飞轮齿圈加工技术领域。其特征在于：包括以下步骤，1）固定飞轮齿圈；2）通过旋转工作台角度找到其中单个齿的最高点，首次设置工件坐标系；3）在数控机床加工端安装角度头，调整角度头角度；4）端面铣刀接触齿圈上端面，二次设定工件坐标系；5）对飞轮齿圈单个齿分中找正，三次设定工件坐标系；6）采用端面铣刀接触齿圈待加工齿的最高点，四次设定工件坐标系。本发明采用角度头加工齿圈，刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件，使用角度头无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。

Description

柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法
技术领域
柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，属于飞轮齿圈加工技术领域。
背景技术
目前，柴油机用飞轮齿圈的倒角加工，主要采用两种形式，第一种是在立式加工中心加工，采用球铣刀加工齿圈倒角的斜面；第二种是在卧式加工中心加工，采用端面铣刀加工齿圈倒角的斜面。由于两齿之间的尺寸较小，上述两种加工方式，无论哪一种加工方式都存在以下的问题，即，如果使用直径比较大的刀具会产生干涉，所以只能用较小直径的球头铣刀，以至于每次的吃刀量很小，由于齿数很多，有202个齿，这样加工时间很长，刀具磨损很快，中途更换刀具的次数增多，浪费了很多时间，加工效率慢。特别是，在飞轮齿圈的齿数较多、倒角形状较为特殊的情况下，最终加工出来倒角根部的形状与图纸要求的形状不符。经过以上两种加工方法的实验，并不能在保证图纸要求的基础上实现高效率的加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种减少刀具磨损，减提高加工效率，提高加工精度的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
1）固定飞轮齿圈，采用定位工装将飞轮齿圈固定在数控机床上；
2）通过旋转工作台角度找到其中单个齿的最高点，首次设置工件坐标系；
3）在数控机床加工端安装角度头，并根据待加工飞轮齿圈的倒角设置形状调整角度头角度；
4）使用安装在角度头上的端面铣刀接触齿圈上端面，二次设定工件坐标系；
5）对飞轮齿圈单个齿分中找正，三次设定工件坐标系；
6）采用端面铣刀接触齿圈待加工齿的最高点，四次设定工件坐标系，并按照上述设置的工件坐标系进行加工。
所述的工件坐标系首次设置为BO，工件坐标系二次设置为YO，工件坐标系三次设置为XO，工件坐标系四次设置为ZO。
步骤4）所述的端面铣刀的直径大于步骤6）所述的端面铣刀的直径尺寸。
本发明改变传统的倒角加工方式，经过上述存在的缺陷问题，采用角度头在卧式加工中心上加工齿圈，机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件，使用角度头无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。使用角度头后，结合本次产品的加工，就可以选择Φ12mm的端面铣刀进行加工，刀具直径比以上两种方法选择的刀具直径要大很多，所以刚性较好，可以一刀加工，一次完成倒角加工，很大程度的提高了加工效率，而且齿根的形状完全符合图纸要求。
所述的定位工装包括底座和辅助定位座，底座上端面设有卡接飞轮齿圈的凸台；辅助定位座一侧通过安装螺栓连接底座，辅助定位座内设有径向滑动设置的定位块，定位块上端面凸出辅助定位座上端面，且该端部插接飞轮齿圈的齿槽内。
采用多层次叠加定位，首先通过底座上端面的凸台对飞轮齿圈进行初步定位，而后通过辅助定位座对飞轮齿圈的齿进行精准定位，通过底座和辅助定位座的双重定位，将飞轮齿圈稳定的夹持在操作台上，便于机床精准加工，而且，针对柴油机用飞轮齿圈的齿部倒角等特殊部位进行倒角加工时，还可通过可径向滑动的定位块来调整飞轮齿圈的多个外齿的加工位置，避免浪费刀具，也解决了加工效率低下的问题。
所述的底座呈圆盘状，中心处设有通孔。
所述的辅助定位座包括安装板和调节槽板，安装板垂直连接在调节槽板的一端部，安装板上设有安装孔，调节槽板上端面开设有调节滑槽；所述定位块滑动安装在调节滑槽内。
所述的定位块一端部设有与飞轮齿圈的齿间形状相匹配的定位齿，另一端设有竖向开设的定位槽，定位槽的水平轴线与辅助定位座的水平轴线相平行。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
本发明改变传统的倒角加工方式，经过上述存在的缺陷问题，采用角度头在卧式加工中心上加工齿圈，机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件，使用角度头无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。使用角度头后，结合本次产品的加工，就可以选择Φ12mm的端面铣刀进行加工，刀具直径比以上两种方法选择的刀具直径要大很多，所以刚性较好，可以一刀加工，一次完成倒角加工，很大程度的提高了加工效率，而且齿根的形状完全符合图纸要求。
附图说明
图1为飞轮齿圈加工定位专用工装与飞轮齿圈安装关系俯视图示意图。
图2为图1的主视图示意图。
图3为图1的A部分局部放大示意图。
图4为定位孔结构示意图。
图5为辅助定位座结构示意图。
其中，1、底座 2、飞轮齿圈 3、辅助定位座 301、固定孔 302、安装板 303、调节槽板 304、调节滑槽 305、安装孔 4、定位块 401、定位齿 402、定位槽 5、定位孔 6、安装螺栓7、定位螺栓。
具体实施方式
图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。
参照附图1：柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，以工件坐标系G54为例，将上述四次找正的数据，相应的输入到G54坐标系中，然后进行加工。包括以下步骤，
1）固定飞轮齿圈，采用定位工装将飞轮齿圈固定在数控机床上；
2）通过旋转工作台角度找到其中单个齿的最高点，首次设置工件坐标系，工件坐标系首次设置为BO；
3）在数控机床加工端安装角度头，并根据待加工飞轮齿圈的倒角设置形状调整角度头角度；
4）使用安装在角度头上的端面铣刀接触齿圈上端面，二次设定工件坐标系，工件坐标系二次设置为YO；
5）对飞轮齿圈单个齿分中找正，三次设定工件坐标系，工件坐标系三次设置为XO；
6）采用端面铣刀接触齿圈待加工齿的最高点，四次设定工件坐标系，工件坐标系四次设置为ZO。并按照上述设置的工件坐标系进行加工。
步骤4）所述的端面铣刀的直径大于步骤6）所述的端面铣刀的直径尺寸，具体的，步骤4）的端面铣刀的直径为12mm，步骤6）的端面铣刀的直径为10mm。
如图1~5所示，包括底座1和辅助定位座3，底座1呈圆盘状，上端面设有卡接飞轮齿圈2的凸台，中心处设有通孔；辅助定位座3一侧通过安装螺栓6连接底座1，辅助定位座3内设有径向滑动设置的定位块4，定位块4上端面凸出辅助定位座3上端面，且该端部插接飞轮齿圈2的齿槽内。底座1上环形布设多个竖向设置的定位孔5，通过定位孔5和螺栓安装在操作台上。
辅助定位座3包括安装板302和调节槽板303，安装板302垂直连接在调节槽板303的一端部，安装板302上设有安装孔305，调节槽板303上端面开设有调节滑槽304；所述定位块4滑动安装在调节滑槽304内。调节滑槽304底部设有竖向开设的固定孔301，固定孔301和定位块4通过定位螺栓7连接紧固。安装板302为弧形设置，弧度与底座1的外圈直径相一致。
定位块4一端部设有与飞轮齿圈的齿间形状相匹配的定位齿401，另一端设有竖向开设的定位槽402，定位槽402的水平轴线与辅助定位座3的水平轴线相平行。
本发明的定位工装工作时，底座1固定于卧式加工中心工作台，飞轮齿圈2固定于底座1的凸台上，然后将辅助定位座3固定于底座1上，定位块4固定于辅助定位座3上。零件在上卸活时，先用定位孔5定位，然后再用带有定位齿401的定位块4定位，然后压板压紧零件，直接加工即可。采用多层次叠加定位，首先通过底座上端面的凸台对飞轮齿圈进行初步定位，而后通过辅助定位座对飞轮齿圈的齿进行精准定位，通过底座和辅助定位座的双重定位，将飞轮齿圈稳定的夹持在操作台上，便于机床精准加工，而且，针对柴油机用飞轮齿圈的齿部倒角等特殊部位进行倒角加工时，还可通过可径向滑动的定位块来调整飞轮齿圈的多个外齿的加工位置，避免浪费刀具，也解决了加工效率低下的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：包括以下步骤，
1）固定飞轮齿圈，采用定位工装将飞轮齿圈固定在数控机床上；
2）通过旋转工作台角度找到其中单个齿的最高点，首次设置工件坐标系；
3）在数控机床加工端安装角度头，并根据待加工飞轮齿圈的倒角设置形状调整角度头角度；
4）使用安装在角度头上的端面铣刀接触齿圈上端面，二次设定工件坐标系；
5）对飞轮齿圈单个齿分中找正，三次设定工件坐标系；
6）采用端面铣刀接触齿圈待加工齿的最高点，四次设定工件坐标系，并按照上述设置的工件坐标系进行加工。
2.根据权利要求1所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：所述的工件坐标系首次设置为BO，工件坐标系二次设置为YO，工件坐标系三次设置为XO，工件坐标系四次设置为ZO，将上述四次找正的数据，相应的输入到G54坐标系中。
3.根据权利要求1所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：步骤4）所述的端面铣刀的直径大于步骤6）所述的端面铣刀的直径尺寸。
4.根据权利要求1所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：所述的定位工装包括底座（1）和辅助定位座（3），底座（1）上端面设有卡接飞轮齿圈（2）的凸台；辅助定位座（3）一侧通过安装螺栓（6）连接底座（1），辅助定位座（3）内设有径向滑动设置的定位块（4），定位块（4）上端面凸出辅助定位座（3）上端面，且该端部插接飞轮齿圈（2）的齿槽内。
5.根据权利要求4所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：所述的底座（1）呈圆盘状，中心处设有通孔。
6.根据权利要求4所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：所述的辅助定位座（3）包括安装板（302）和调节槽板（303），安装板（302）垂直连接在调节槽板（303）的一端部，安装板（302）上设有安装孔（305），调节槽板（303）上端面开设有调节滑槽（304）；所述定位块（4）滑动安装在调节滑槽（304）内。
7.根据权利要求6所述的柴油机用飞轮齿圈倒角加工方法，其特征在于：所述的定位块（4）一端部设有与飞轮齿圈的齿间形状相匹配的定位齿（401），另一端设有竖向开设的定位槽（402），定位槽（402）的水平轴线与辅助定位座（3）的水平轴线相平行。
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