CN113953541A - 一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法 - Google Patents

一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法 Download PDF

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张晓婷
陈虹宇
马信宇
朱波
张启帆
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Abstract

一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，包括：装夹零件(3)、夹装车刀、车件等步骤。本发明使用两把刀具交替加工的方式进行加工。采用对双头螺纹交替车削的方式进行加工，目的是为了避免螺旋叶出现倒边现象，槽宽通过调整Z值控制。本发明所述的不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，解决了因零件结构特殊，加工过程中存在零件旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差等问题，解决螺旋叶倒边、表面粗糙度差的问题，实现了双头螺纹的数控车加工，加工精度高，表面质量好，对于具有双头螺纹的零件尤为适用。

Description

一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法
技术领域
本发明涉及航天航空技术领域，特别提供了应用于双头螺纹球面结构零件的加工方法。
背景技术
航天航空技术领域中，常使用的不锈钢双头螺纹球面结构零件的工艺精度要求高。以说明书附图3为例的双头螺纹球面结构零件，其轴向尺寸55mm，圆周尺寸Φ30mm，最精密尺寸Φ8，螺纹为双头螺纹，端面为球面。使用现有加工刀具和加工方案，极易造成零件旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差，零件的报废率极高。
发明内容
本发明针对零件加工过程中旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差等问题，提供一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，实现双头螺纹的数控车加工，满足零件的加工精度和表面粗糙度要求。
本发明具体提供了一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，包括：
A、在数控卧式车床的工作台1上，使用三爪卡盘2装夹零件3，使用顶尖4顶紧零件3的前端。
B、在零件3加工面的上方夹装两把车刀，分布在零件3轴向的两侧。
C、车床主轴正转，右撇车刀501正向夹装，向零件中线移动。
D、车床主轴反旋转，左撇车刀502反向夹装，向零件中线移动。
E、取下零件3，使用VDI刀座装夹加紧零件3的尾部，刀座尾部用三爪卡盘抱紧自动定心，精车零件3头部的球面。
本发明中，车刀刀具选用W3R0.2槽刀。槽刀加工时切削力较大，因此加工时需要使用顶尖顶紧零件前端来控制零件径向受力变形。
本发明使用两把刀具交替加工的方式进行加工。采用对双头螺纹交替车削的方式进行加工，目的是为了避免螺旋叶出现倒边现象，槽宽通过调整Z值控制。
具体的，两把刀具交替加工的方式为：使用右撇刀501正常装夹，机床主轴正转，走刀路线为Z+→Z-的方式加工；左撇刀502反向装夹，机床主轴反转，走刀路线为Z-→Z+的方式加工。
具体的，本发明采用在X方向分240层，每层0.05mm，每10层为一组，在加工完一组之后进行换刀，进行同样的分层操作。此操作能够避免调整Z值导致的干涉现象，同时保证反把刀具的工况与未调整Z值的正把刀具工况一致，从而实现该工序数控车加工。
具体的，右撇车刀501及左撇车刀502均在轴向预留0.2mm余量，将使用两把刀具各自进行清跟，清跟后的螺旋叶侧壁粗糙度合格，无明显接刀痕迹。
本发明中主轴转速为120r/min。
本发明所述的不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，解决了因零件结构特殊，加工过程中存在零件旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差等问题，解决螺旋叶倒边、表面粗糙度差的问题，实现了双头螺纹的数控车加工，加工精度高，表面质量好，对于具有双头螺纹的零件尤为适用。
本发明打破双头螺纹结构零件无适合加工刀具及加工方法的瓶颈，加工后变形小，加工质量稳定，可满足零件大批生产任务，缩短加工周期，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明右撇车刀安装结构示意图；
图2为本发明左撇车刀安装结构示意图；
图3为一种双头螺纹球面结构零件结构示意图。
具体实施方式
附图符号说明：
1工作台、2三爪卡盘、3零件、4顶尖、501右撇车刀、502左撇车刀、6螺旋叶。
附图中直线箭头方向为车刀走刀方向，弧形箭头方向为主轴旋转方向。
实施例1
本实施例针对零件加工过程中旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差等问题，提供一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，实现双头螺纹的数控车加工，满足零件的加工精度和表面粗糙度要求。
本实施例具体提供了一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，包括：
A、在数控卧式车床的工作台1上，使用三爪卡盘2装夹零件3，使用顶尖4顶紧零件3的前端。
B、在零件3加工面的上方夹装两把车刀，分布在零件3轴向的两侧。
C、车床主轴正转，右撇车刀501正向夹装，向零件中线移动。
D、车床主轴反旋转，左撇车刀502反向夹装，向零件中线移动。
E、取下零件3，使用VDI刀座装夹加紧零件3的尾部，刀座尾部用三爪卡盘抱紧自动定心，精车零件3头部的球面。
本实施例中，车刀刀具选用W3R0.2槽刀。槽刀加工时切削力较大，因此加工时需要使用顶尖顶紧零件前端来控制零件径向受力变形。
本实施例使用两把刀具交替加工的方式进行加工。采用对双头螺纹交替车削的方式进行加工，目的是为了避免螺旋叶出现倒边现象，槽宽通过调整Z值控制。
具体的，两把刀具交替加工的方式为：使用右撇刀501正常装夹，机床主轴正转，走刀路线为Z+→Z-的方式加工；左撇刀502反向装夹，机床主轴反转，走刀路线为Z-→Z+的方式加工。
具体的，本实施例采用在X方向分240层，每层0.05mm，每10层为一组，在加工完一组之后进行换刀，进行同样的分层操作。此操作能够避免调整Z值导致的干涉现象，同时保证反把刀具的工况与未调整Z值的正把刀具工况一致，从而实现该工序数控车加工。
具体的，右撇车刀501及左撇车刀502均在轴向预留0.2mm余量，将使用两把刀具各自进行清跟，清跟后的螺旋叶侧壁粗糙度合格，无明显接刀痕迹。
本实施例中主轴转速为120r/min。
本实施例所述的不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，解决了因零件结构特殊，加工过程中存在零件旋转中心偏移、加工后球面偏心、螺旋叶倒边、表面粗糙度差等问题，解决螺旋叶倒边、表面粗糙度差的问题，实现了双头螺纹的数控车加工，加工精度高，表面质量好，对于具有双头螺纹的零件尤为适用。
本实施例打破双头螺纹结构零件无适合加工刀具及加工方法的瓶颈，加工后变形小，加工质量稳定，可满足零件大批生产任务，缩短加工周期，降低生产成本。
实施例2
本实施例的零件材质为铝合金材质，其余结构、技术方案、实施方式以及预期效果与实施例1相同。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不锈钢双头螺纹球面结构零件的加工方法，其特征在于：
A、在数控卧式车床的工作台(1)上，使用三爪卡盘(2)装夹零件(3)，使用顶尖(4)顶紧零件(3)的前端；
B、在零件(3)加工面的上方夹装两把车刀，分布在零件(3)轴向的两侧；
C、车床主轴正转，右撇车刀(501)正向夹装，向零件中线方向移动；
D、车床主轴反转，左撇车刀(502)反向夹装，向零件中线方向移动；
E、取下零件(3)，使用VDI刀座装夹加紧零件(3)的尾部，刀座尾部用三爪卡盘抱紧自动定心，精车零件(3)头部的球面。
2.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于：车刀刀具选用W3R0.2槽刀。
3.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于：使用两把刀具交替加工的方式进行加工。
4.按照权利要求3所述的加工方法，其特征在于：两把刀具交替加工的方式为：使用右撇刀(501)正常装夹，机床主轴正转，走刀路线为Z+→Z-的方式加工；左撇刀(502)反向装夹，机床主轴反转，走刀路线为Z-→Z+的方式加工。
5.按照权利要求4所述的加工方法，其特征在于：采用在X方向分240层，每层0.05mm，每10层为一组，在加工完一组之后进行换刀，进行同样的分层操作。
6.按照权利要求5所述的加工方法，其特征在于：右撇车刀(501)及左撇车刀(502)均在轴向预留余量，将使用两把刀具各自进行清跟。
7.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于：主轴转速为120r/min。
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