CN112108693B - 一种双耳片加工方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双耳片加工方法及装置，采用完全相同且依次装配在同一根主轴上的第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀同时铣加工两个耳片的内、外侧端面，其中，通过控制第一盘铣刀和第二盘铣刀的间距，以及第三盘铣刀和第四盘铣刀的间距来分别加工出两个耳片的厚度L1，通过控制第二盘铣刀和第三盘铣刀的间距来加工出两个耳片内侧端面的间距L2；第一盘铣刀和第二盘铣刀镜像对称装配，第三盘铣刀和第四盘铣刀镜像对称装配，且第一盘铣刀和第二盘铣刀上的切削刃与第三盘铣刀和第四盘铣刀上的切削刃错开一个夹角θ。本发明可以提高双耳片特征加工效率及合格率。

Description

一种双耳片加工方法及装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种带有耳片的零件的加工方法，特别是在卧式铣床上使用盘铣刀一次进刀加工两个耳片特征的方法及装置。
背景技术
如图1～图4所示，为两个耳片特征的零件示意图。耳片主要用于与其它零件的连接，需要加工保证耳片厚度L1、两耳片之间的距离L2以及孔中心至台阶的距离L3。
目前该类耳片特征的加工方法是一次进刀保证部分尺寸，分多次进刀进而保证全部尺寸。此类方法具有如下缺点：加工效率低下；分多次进刀时，后面进刀会对前面加工形成的尺寸造成影响，造成零件合格率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种双耳片加工方法及装置，一次进刀加工两个耳片特征，提高零件加工效率及合格率。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种双耳片加工方法，所加工的两个耳片镜像对称，其中，两个耳片内侧端面的间距为L2，两个耳片的厚度为L1，采用完全相同且依次装配在同一根转轴上的第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀同时铣加工两个耳片的内、外侧端面，其中，
通过控制第一盘铣刀和第二盘铣刀的间距，以及第三盘铣刀和第四盘铣刀的间距来分别加工出两个耳片的厚度L1，通过控制第二盘铣刀和第三盘铣刀的间距来加工出两个耳片内侧端面的间距L2；
第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀的刀盘圆周上相邻铣刀刀齿的切削刃之间的夹角θ2满足关系θ2＞2×θ1，其中，θ1＝2×arcsin(d/2r)；
θ2＝360/n；
θ1为在半径为r的盘铣刀的圆周上弦长为d的弦所对应的圆心角，d为耳片宽度，r为盘铣刀半径，n为盘铣刀刀齿齿数；
第一盘铣刀和第二盘铣刀镜像对称装配，第三盘铣刀和第四盘铣刀镜像对称装配，且第一盘铣刀和第二盘铣刀上的切削刃与第三盘铣刀和第四盘铣刀上的切削刃错开一个夹角θ，且θ与θ1、θ2的关系满足：θ1＜θ＜(θ2-θ1)。
优选的，前述加工方法用于卧式铣床。
一种双耳片加工装置，包括，
盘铣刀，所述盘铣刀包括四片完全相同的第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀，四片盘铣刀依次间隔装配在卧式铣床的主轴上；
垫片，所述垫片包括第一垫片、第二垫片和第三垫片，第一垫片位于第一盘铣刀和第二盘铣刀之间，且第一垫片的长度等于耳片的厚度L1，第二垫片位于第二盘铣刀和第三盘铣刀之间，且第二垫片的长度等于两个耳片内侧端面的距离L2-2×盘铣刀的厚度，第三垫片位于第三盘铣刀和第四盘铣刀之间，且第三垫片的长度等于耳片的厚度L1。
优选的，所述主轴上的第一盘铣刀和第二盘铣刀镜像对称，所述第三盘铣刀和第四盘铣刀镜像对称。
优选的，所述第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀的刀盘圆周上相邻铣刀刀齿的切削刃之间的夹角θ2满足关系θ2＞2×θ1，其中，
θ1＝2×arcsin(d/2r)；
θ2＝360/n；
θ1为在半径为r的盘铣刀的圆周上弦长为d的弦所对应的圆心角，d为耳片
宽度，r为盘铣刀半径，n为盘铣刀刀齿齿数；
第一盘铣刀和第二盘铣刀上的切削刃与第三盘铣刀和第四盘铣刀上的切削刃错开一个夹角θ，且θ与θ1、θ2的关系满足：θ1＜θ＜(θ2-θ1)。
与现有加工方法和装置相比，本发明具备以下优点：
第一、本发明一次进刀就能完成两个耳片特征的加工，大大提高了加工效率。
第二、本发明在组装刀具时要求同一组铣刀(第一盘铣刀、第二盘铣刀为第一组，第三盘铣刀、第四盘铣刀为第二组)的切削刃部分为一条直线(没有错开角度，重合为一条直线)，使得同组所有铣刀同时切入、切出耳片，避免了因刀具切削刃相互错开，造成切削力不一致，并导致耳片厚度尺寸L1超差现象的产生，提高了耳片厚度L1一次加工合格率。
第三，本发明在组装刀具时要求不同组铣刀之间错开一定的角度θ，使得一组铣刀某一切削刃切出零件时，另一组铣刀某一切削刃才切入零件。相比于两组刀具切削刃同时切入两个耳片，降低了切削力，减轻了设备振动，提高了加工稳定性。
第四，基于本发明的构思，本领域技术人员还可以一次进刀加工三个耳片等。
附图说明
图1～图4为耳片特征示意图，其中图2是图3中A向的视图；
图5为组装刀具视图；
图6为组装刀具加工耳片时的状态示意图；
图7为组装刀具铣削耳片示意图；
图中，1—盘铣刀、2—第一垫片、3-第二垫片、4-第三垫片。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：
为了能够实现一次性铣削两个耳片，且保证加工精度，本发明的关键之一就在于实现第一盘铣刀、第二盘铣刀某一切削刃铣出后第三盘铣刀、第四盘铣刀某一切屑刃才铣入，第三盘铣刀、第四盘铣刀切屑刃铣出后第一盘铣刀、第二盘铣刀下一个切削刃才铣入，即任一时间上只有其中的一个耳片被加工，这样可防止同时加工两个耳片时由于切削力过大造成机床震动，进而提高加工稳定性。具体来说，要求盘铣刀1上相邻两切削刃之间的弦长＞2×d(耳片宽度)才能实现任一时间上只加工其中的一个耳片，因此引入了夹角θ1、夹角θ2，θ1即在半径为r的盘铣刀1的圆周上弦长为d时所对应的中心夹角(圆心角)，θ2即盘铣刀上相邻切削刃的夹角。
采用上述构思加工如图1～图4所示的双耳片零件时，按照下述步骤实施：
(1)选择刀具。如图5和图6，选择盘铣刀1，并根据刀具参数计算θ1及θ2，使其满足2θ1﹤θ2，θ1及θ2的计算公式如下：
θ1＝2×arcsin(d/2r)；
θ2＝360/n；
θ1：在半径为r的盘铣刀的圆周上弦长为d的弦所对应的圆心角；
d：耳片宽度,见图2；
r：盘铣刀半径；
n：盘铣刀刀齿齿数。
(2)制作垫片2。如图5，制作第一垫片2和第三垫片4，使第一垫片2和第三垫片4的长度等于耳片的厚度L1；制作第二垫片3一个，且满足第二垫片3的长度＝两个耳片内侧端面的距离L2-2×盘铣刀1的厚度。
(3)组装刀具。如图7，将四个盘铣刀1、第一垫片2和第三垫片4、第二垫片3组装在卧式铣床的主轴上，组装顺序为第一盘铣刀、第一垫片2、第二盘铣刀、第二垫片3、第三盘铣刀、第三垫片4、第四盘铣刀。组装刀具时保证同一组刀具切削刃在一条直线上(即无错开角度)，且两组刀具切削刃之间错开θ度，见图6(需要说明的是，图6中的θ仅仅只是示意，θ的定义是第一盘铣刀与第三盘铣刀在垂直于刀轴的平面上沿着刀轴方向投影时，第一盘铣刀上切削刃投影与第三盘铣刀上切削刃投影的最小平面夹角)，且θ与θ1、θ2的关系满足：θ1＜θ＜(θ2-θ1)，目的是使得一组铣刀某一切削刃切出零件时，另一组铣刀某一切削刃才切入零件。相比于两组刀具切削刃同时切入两个耳片，降低了切削力，减轻了设备振动，提高了加工稳定性。
(4)加工零件。使用组合铣刀同时加工两片耳片。
以上是本发明的实施方式之一，对于本领域的一般技术人员在上述实施案例的基础上可以做出多种变化，同样能够实现本发明的目的，但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (3)

1.一种双耳片加工方法，所加工的两个耳片镜像对称，其中，两个耳片内侧端面的间距为L2，两个耳片的厚度为L1，其特征在于：采用完全相同且依次装配在同一根转轴上的第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀同时铣加工两个耳片的内、外侧端面，其中，
通过控制第一盘铣刀和第二盘铣刀的间距，以及第三盘铣刀和第四盘铣刀的间距来分别加工出两个耳片的厚度L1，通过控制第二盘铣刀和第三盘铣刀的间距来加工出两个耳片内侧端面的间距L2；
第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀的刀盘圆周上相邻铣刀刀齿的切削刃之间的夹角θ2满足关系θ2＞2×θ1，其中，
θ1＝2×arcsin(d/2r)；
θ2＝360/n；
θ1为在半径为r的盘铣刀的圆周上弦长为d的弦所对应的圆心角，d为耳片宽度，r为盘铣刀半径，n为盘铣刀刀齿齿数；
第一盘铣刀和第二盘铣刀镜像对称装配，第三盘铣刀和第四盘铣刀镜像对称装配，且第一盘铣刀和第二盘铣刀上的切削刃与第三盘铣刀和第四盘铣刀上的切削刃错开一个夹角θ，且θ与θ1、θ2的关系满足：
θ1＜θ＜(θ2-θ1)。
2.根据权利要求1所述的一种双耳片加工方法，其特征在于：所述加工方法用于卧式铣床。
3.一种双耳片加工装置，其特征在于：包括，
盘铣刀(1)，所述盘铣刀(1)包括四片完全相同的第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀，四片盘铣刀(1)依次间隔装配在卧式铣床的主轴上；
垫片，所述垫片包括第一垫片(2)、第二垫片(3)和第三垫片(4)，第一垫片(2)位于第一盘铣刀和第二盘铣刀之间，且第一垫片(2)的长度等于耳片的厚度L1，第二垫片(3)位于第二盘铣刀和第三盘铣刀之间，且第二垫片(3)的长度等于两个耳片内侧端面的距离L2-2×盘铣刀(1)的厚度，第三垫片(4)位于第三盘铣刀和第四盘铣刀之间，且第三垫片(4)的长度等于耳片的厚度L1；
所述主轴上的第一盘铣刀和第二盘铣刀镜像对称，所述第三盘铣刀和第四盘铣刀镜像对称；
所述第一盘铣刀、第二盘铣刀、第三盘铣刀和第四盘铣刀的刀盘圆周上相邻铣刀刀齿的切削刃之间的夹角θ2满足关系θ2＞2×θ1，其中，
θ1＝2×arcsin(d/2r)；
θ2＝360/n；
θ1为在半径为r的盘铣刀的圆周上弦长为d的弦所对应的圆心角，d为耳片宽度，r为盘铣刀半径，n为盘铣刀刀齿齿数；
第一盘铣刀和第二盘铣刀上的切削刃与第三盘铣刀和第四盘铣刀上的切削刃错开一个夹角θ，且θ与θ1、θ2的关系满足：θ1＜θ＜(θ2-θ1)。
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