CN112091292A - 一种余量孔扩孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余量孔扩孔加工方法，属于铣削加工技术领域，其特征在于，包括步骤如下：步骤一：孔位分析，将零件装夹于机床上对孔所处的位置进行定位分析；步骤二：设置局部坐标系，使局部坐标系的原点与原始孔心重合，使得零件的孔处于X、Y平面内；步骤三：手编参数输入，旋转的铣刀以螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削，铣刀相对与起点的弧角为φ、相对于原孔中心的半径为r形成螺旋线；步骤四：铣削完成后退刀。旋转的铣刀以螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削，相对于径向分层铣削、径向螺旋铣削，提高了零件的铣削效率，同时，提高了零件铣削后的质量。

Description

一种余量孔扩孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种余量孔扩孔加工方法，属于铣削加工技术领域。
背景技术
扩孔是在原有底孔的基础上将孔径扩大的一种加工方法，主要应用于精度较高的孔的半精加工或精度要求不高的孔的最终加工，扩孔能纠正钻孔或铸造毛坯孔所带来的偏差；对于箱体类零件中直径较大的孔的扩孔加工，常用方法为径向分层铣削扩孔加工、径向螺旋铣削加工；其中径向分层铣削扩孔加工参数设置常设为大切深，小进给，加工效率底，工件表面质量差，但其为参数化的手编程序，程序准备时间短；径向螺旋铣削加工通常采用软件编程，参数常设置为小切深，大进给，加工时间短，工件表面质量较好，但箱体类零件结构复杂，建模困难，程序准备耗时较长，存在加工效率底。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种余量孔扩孔加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种余量孔扩孔加工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一：孔位分析，将零件装夹于机床上对孔所处的位置进行定位分析；
步骤二：设置局部坐标系，使局部坐标系的原点与原始孔心重合，使得零件的孔处于X、Y平面内；
步骤三：手编参数输入，旋转的铣刀以螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削，铣刀相对与起点的弧角为
Figure BDA0002680561340000027
相对于原孔中心的半径为r形成螺旋线；
步骤四：铣削完成后退刀。
所述旋转的铣刀的参数X、Y、
Figure BDA0002680561340000021
r满足如下公式：
Figure BDA0002680561340000022
式中，r0为上一次铣刀结束的半径，
Figure BDA0002680561340000023
为上一次铣刀结束的弧度，
Figure BDA0002680561340000024
为角度增量，原始孔半径，r1为扩口后的半径，N为径向分层数，当位于原孔中心为起点时，
Figure BDA0002680561340000025
r＝r0，r0即为原始孔半径。
所述铣刀的旋转线速度Vc为80m/min，每齿进给量0.02mm，每层切厚1mm，
Figure BDA0002680561340000026
为角度增量为1度。
本发明的有益效果在于：旋转的铣刀以螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削，相对于径向分层铣削、径向螺旋铣削，提高了零件的铣削效率，同时，提高了零件铣削后的质量。
附图说明
图1是本发明螺旋线刀具轨迹示意图；
图2是手编模块、径向螺旋铣削、径向分层铣削时切削力分析图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
参见图1所示。
本发明的一种余量孔扩孔加工方法，步骤如下：
步骤一：孔位分析，选取100*100*20mm的不锈钢件作为试切零件，选取LEADWELLBC600五轴加工中心作为加工设备，零件的原始孔直径为Φ12mm，底孔扩至直径为Φ30mm，单边余量9mm，铣刀直径为Φ10mm；
步骤二：设置局部坐标系，使局部坐标系的原点与原始孔心重合，使得零件的孔处于X、Y平面内；
步骤三：参数输入，设定铣刀的旋转线速度Vc为80m/min，每齿进给量0.02mm，每层切厚1mm，
Figure BDA0002680561340000031
为角度增量为1度，根据LEADWELLBC600五轴加工中心，转换后的加工数据为：主轴转速S＝2546r/min，切削速度为102mm/min，r0为0，r1为15mm，r0为0，N为9，旋转的铣刀通过关系式
Figure BDA0002680561340000032
以起点的弧角为
Figure BDA0002680561340000033
相对于原孔中心的半径为r形成螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削；
步骤四：铣削完成后退刀。
加工时间共计4分47秒，孔的底面粗糙度为Ra1.6，侧壁粗糙度为Ra1.6。
对照的实施方式如下：
采用径向分层铣削，对上述零件的原始孔直径为Φ12mm，底孔扩至直径为Φ30mm，参数为线速度Vc为50m/min，每齿进给量f为0.02mm，每层切厚t为2mm，其它需要的参数与本申请相同，铣削完成后，时间共计5分55秒，孔的底面粗糙度为Ra6.3，侧壁粗糙度为Ra3.2。
采用径向螺旋铣削，对上述零件的原始孔直径为Φ12mm，底孔扩至直径为Φ30mm，参数与本申请相同，铣削完成后，时间共计5分09秒，孔的底面粗糙度为Ra3.2，侧壁粗糙度为Ra1.6。
表1时间统计
Figure BDA0002680561340000041
由表1可知，本申请相对于采用径向分层铣削的效率为η1提升了38.39％；本申请相对于径向螺旋铣削的效率为η2提升了28.14％。
Figure BDA0002680561340000042
Figure BDA0002680561340000043
从图2可知，本申请的切削力相对平稳且切削力最小，加工时间最短；径向分层铣切削力最不均匀，刀具切削力在每层进退刀时有较大突变，且加工时间最长；径向螺旋铣削切削力平稳，加工时间适中，但是加工时间长于本申请的技术方案。

Claims (3)

1.一种余量孔扩孔加工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一：孔位分析，将零件装夹于机床上对孔所处的位置进行定位分析；
步骤二：设置局部坐标系，使局部坐标系的原点与原始孔心重合，使得零件的孔处于X、Y平面内；
步骤三：参数输入，旋转的铣刀以螺旋线在X、Y平面内对孔径扩宽进行铣削，铣刀相对与起点的弧角为
Figure FDA0002680561330000012
相对于原孔中心的半径为r形成螺旋线；
步骤四：铣削完成后退刀。
2.如权利要求1所述的余量孔扩孔加工方法，其特征在于，所述旋转的铣刀的参数X、Y、
Figure FDA0002680561330000013
r满足如下公式：
Figure FDA0002680561330000011
式中，r0为上一次铣刀结束的半径，
Figure FDA0002680561330000014
为上一次铣刀结束的弧度，
Figure FDA0002680561330000015
为角度增量，原始孔半径，r1为扩口后的半径，N为径向分层数，当位于原孔中心为起点时，
Figure FDA0002680561330000016
r＝r0，r0即为原始孔半径。
3.如权利要求2所述的余量孔扩孔加工方法，其特征在于：所述铣刀的旋转线速度Vc为80m/min，每齿进给量0.02mm，每层切厚1mm，
Figure FDA0002680561330000017
为角度增量为1度。
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