CN112439929A - 一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法,具体为要保证零件孔边边缘质量的一致性,首选数控机床进行加工,窄小型腔内小径孔内侧倒角/倒圆加工方案有两个创新点:一、刀具结构采取单刃、偏心设计:增大加工刀具最大回转直径和刀具强度最弱部位的尺寸,增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;选用侧固刀柄进行刀具装夹,保证机床能控制刀具的角向位置;二、数控程序采用SPOS主轴定向、偏心铣削。本发明的优点:本发明所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,可推广使用至所有不同零件孔/槽边缘的机械加工中,解决了窄小型腔中小径孔/槽内侧边缘加工难题。
Description
技术领域
本发明涉及倒角/圆机械加工技术,特别涉及一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法。
背景技术
机械加工零件的孔边一般会有倒圆倒角等边缘加工要求,但受加工零件结构的影响,窄小型腔内的孔边边缘加工,特别是小径孔内侧边缘加工成为了目前的加工瓶颈。因受型腔结构及孔径限制,对窄腔内孔边内侧边缘手工抛修已不可能,且手工抛修的边缘一致性差;按传统数控加工方式,需选择回转直径小于孔径的棒铣刀具进行加工。但直径越小,刀具强度越差,打刀风险越大,零件加工质量无保障。
发明内容
本发明的目的是为了解决窄小型腔内小孔径边缘加工的难题,特提供了一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法。
本发明提供了一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法,其特征在于:所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,具体为要保证零件孔边边缘质量的一致性,首选数控机床进行加工。根据零件结构特征,在加工中心上采用机加刀具对孔边内侧进行反倒角/倒圆r。按传统数控加工方式,选择回转直径小于孔径的棒铣刀具加工,刀具最大回转直径必须小于孔径,且刀具柄部直径d<(D-2×r),刀具强度大大降低,加工质量风险增高;窄小型腔内小径孔内侧倒角/倒圆加工方案有两个创新点:一、刀具结构采取单刃、偏心设计:增大加工刀具最大回转直径(L1'增至L1)和刀具强度最弱部位的尺寸(L2' 增至L2),增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;选用侧固刀柄进行刀具装夹,保证机床能控制刀具的角向位置;二、数控程序采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
在刀具进入孔前和加工完成后刀具抬刀前进行主轴定向,避免孔径过小、刀具回转直径过大造成刀具与孔边碰撞;
具体步骤如下:
首先将主轴移至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0),并采用SPOS 定向(spos=θ),使刀轴沿孔径上下移动时与孔壁无接触;第二步,将刀轴沿孔径方向下刀至孔内侧的安全距离(X0,Y0,Z0’),保证主轴旋转时刀具与零件无接触);第三步,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第四步,主轴正传,抬刀并切削加工;第五步,加工完成后,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第六步,保持主轴正传,沿Z轴负向移刀至孔下方安全距离(x0,y0,z0’),再次进行主轴定向(spos=θ);第七步,保持主轴定向,并沿Z轴正向移刀至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0)。
步骤一:加工刀具及刀柄结构改进
原结构刀具L2'==D-0.7-2R=4-0.7-2×0.5=2.3,改进后刀具结构采取单刃、偏心设计;将刀具最大回转直径L1增至 L2=D-R-0.4=4-0.5-0.4=3.1,增强刀具强度和刚性,避免打刀。刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;
步骤二:采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
本发明的优点:
本发明所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,可推广使用至所有不同零件孔/槽边缘的机械加工中,解决了窄小型腔中小径孔/槽内侧边缘加工难题。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是一种窄小型腔内小径孔倒圆示意图。1-为被加工零件窄腔示意图,2-原有刀具结构示意图,3-改进后的加工刀具结构示意图, 4-加工用的侧固刀柄示意图。D为被加工零件孔径,R为孔边内侧边缘加工尺寸。其中,L为加工刀具与刀柄配合直径,L1为刀具最大回转直径,L2为刀具夹持部位与切削刃之间过度区域的最大宽度尺寸;
图2是偏心铣削程序编制流程示意图;
刀具最大外径与孔径间隙0.1,切削刃与刀杆之间过渡区距离约 0.3,L2'=L1'-2×R-2×0.3,L2=L3-R-0.3,L1'=L3=D-0.1;
故L2'=D-0.7-2R,L2=D-R-0.4,可看出L2-L2'=R+0.3,可大大增强刀具的强度,降低小径孔内侧边缘加工中打刀风险。
具体实施方式
实施例1
一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法,其特征在于:所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,具体为要保证零件孔边边缘质量的一致性,首选数控机床进行加工。根据零件结构特征,在加工中心上采用机加刀具对孔边内侧进行反倒角/倒圆r。按传统数控加工方式,选择回转直径小于孔径的棒铣刀具加工,刀具最大回转直径必须小于孔径,且刀具柄部直径d<(D-2×r),刀具强度大大降低,加工质量风险增高;窄小型腔内小径孔内侧倒角/倒圆加工方案有两个创新点:一、刀具结构采取单刃、偏心设计:增大加工刀具最大回转直径 (L1'增至L1)和刀具强度最弱部位的尺寸(L2'增至L2),增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;选用侧固刀柄进行刀具装夹,保证机床能控制刀具的角向位置;二、数控程序采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
具体步骤如下:
首先将主轴移至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0),并采用SPOS 定向(spos=θ),使刀轴沿孔径上下移动时与孔壁无接触;第二步,将刀轴沿孔径方向下刀至孔内侧的安全距离(X0,Y0,Z0’),保证主轴旋转时刀具与零件无接触);第三步,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第四步,主轴正传,抬刀并切削加工;第五步,加工完成后,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第六步,保持主轴正传,沿Z轴负向移刀至孔下方安全距离(x0,y0,z0’),再次进行主轴定向(spos=θ);第七步,保持主轴定向,并沿Z轴正向移刀至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0)。
实施例2
一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法,其特征在于:所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,具体为要保证零件孔边边缘质量的一致性,首选数控机床进行加工。根据零件结构特征,在加工中心上采用机加刀具对孔边内侧进行反倒角/倒圆r。按传统数控加工方式,选择回转直径小于孔径的棒铣刀具加工,刀具最大回转直径必须小于孔径,且刀具柄部直径d<(D-2×r),刀具强度大大降低,加工质量风险增高;窄小型腔内小径孔内侧倒角/倒圆加工方案有两个创新点:一、刀具结构采取单刃、偏心设计:增大加工刀具最大回转直径 (L1'增至L1)和刀具强度最弱部位的尺寸(L2'增至L2),增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;选用侧固刀柄进行刀具装夹,保证机床能控制刀具的角向位置;二、数控程序采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
在刀具进入孔前和加工完成后刀具抬刀前进行主轴定向,避免孔径过小、刀具回转直径过大造成刀具与孔边碰撞;
具体步骤如下:
首先将主轴移至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0),并采用SPOS 定向(spos=θ),使刀轴沿孔径上下移动时与孔壁无接触;第二步,将刀轴沿孔径方向下刀至孔内侧的安全距离(X0,Y0,Z0’),保证主轴旋转时刀具与零件无接触);第三步,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第四步,主轴正传,抬刀并切削加工;第五步,加工完成后,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第六步,保持主轴正传,沿Z轴负向移刀至孔下方安全距离(x0,y0,z0’),再次进行主轴定向(spos=θ);第七步,保持主轴定向,并沿Z轴正向移刀至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0)。
步骤一:加工刀具及刀柄结构改进
原结构刀具L2'==D-0.7-2R=4-0.7-2×0.5=2.3,改进后刀具结构采取单刃、偏心设计;将刀具最大回转直径L1增至 L2=D-R-0.4=4-0.5-0.4=3.1,增强刀具强度和刚性,避免打刀。刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;
步骤二:采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
Claims (2)
1.一种狭腔内小径孔边缘机械加工方法,其特征在于:所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,具体为要保证零件孔边边缘质量的一致性,首选数控机床进行加工;根据零件结构特征,在加工中心上采用机加刀具对孔边内侧进行反倒角/倒圆r;按传统数控加工方式,选择回转直径小于孔径的棒铣刀具加工,刀具最大回转直径必须小于孔径,且刀具柄部直径d<(D-2×r),刀具强度大大降低,加工质量风险增高;窄小型腔内小径孔内侧倒角/倒圆加工方案有两个创新点:一、刀具结构采取单刃、偏心设计:增大加工刀具最大回转直径和刀具强度最弱部位的尺寸,增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;选用侧固刀柄进行刀具装夹,保证机床能控制刀具的角向位置;二、数控程序采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
2.根据权利要求1所述的狭腔内小径孔边缘机械加工方法,其特征在于:在刀具进入孔前和加工完成后刀具抬刀前进行主轴定向,避免孔径过小、刀具回转直径过大造成刀具与孔边碰撞;
具体步骤如下:
首先将主轴移至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0),并采用SPOS定向(spos=θ),使刀轴沿孔径上下移动时与孔壁无接触;第二步,将刀轴沿孔径方向下刀至孔内侧的安全距离(X0,Y0,Z0’),保证主轴旋转时刀具与零件无接触);第三步,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第四步,主轴正传,抬刀并切削加工;第五步,加工完成后,主轴移动至程序加工初始点位(x1,y1,z1);第六步,保持主轴正传,沿Z轴负向移刀至孔下方安全距离(x0,y0,z0’),再次进行主轴定向(spos=θ);第七步,保持主轴定向,并沿Z轴正向移刀至孔上方的安全位置(X0,Y0,Z0);
步骤一:加工刀具及刀柄结构改进;
原结构刀具L2'==D-0.7-2R=4-0.7-2×0.5=2.3,改进后刀具结构采取单刃、偏心设计;将刀具最大回转直径L1增至L2=D-R-0.4=4-0.5-0.4=3.1,增强刀具强度和刚性,避免打刀;刀具非加工部位作偏心处理,防止刀具外廓尺寸超过孔径;
步骤二:采用SPOS主轴定向、偏心铣削。
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