CN114083062A - 一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法，该加工方法采用配备有动力头的数控车床，包括如下加工步骤：1、在机床主轴上对工件进行装夹；2、在刀架中的动力头上安装铣刀；3、在车床上利用外螺纹车刀在工件表面分别车出多头外螺纹；4：执行换刀程序，调用动力头装夹的铣刀，以三轴联动形式，分别对多头外螺纹的入口处螺纹、出口处螺纹进行修光。本发明工艺过程采用车铣复合加工工艺，全程在车床上完成工件的加工成活，避免了占用钳工资源，有效的提高了工件的加工效率与工件合格率。

Description

一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及零件表面螺纹的加工方法，特别涉及一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法。

背景技术

陀螺仪内壳体为陀螺部件中的关键结构件，外表面上用车削的方式加工多头外螺纹，基于应用的要求，需要在这些螺纹上分别缠绕热敏感线，因此需要对螺纹进行修光加工以去除倒角，以往的加工方法需要钳工依次对多头螺纹的铣刀入口、出口进行手工修光，对于四头螺纹，每个零件需要修饰的地方就有8处之多，造成陀螺仪内壳体的加工时间长，工时分配不合理，效率低下。

目前陀螺仪内壳体的外螺纹加工工艺流程：

步骤一：在车床上对陀螺仪内壳体进行装夹；

步骤二：在车床上利用40°外螺纹车刀分别车出多头外螺纹；

步骤三：钳工以手工方式分别对多头外螺纹的入口与出口进行修光。

在此工艺中，多头螺纹的加工需要在“车床—钳工”中完成，需要2道加工工序，该零件的关键结构具有较高的精度要求，而钳工手工修光去倒角时一致性不好，也存在误加工、漏加工的可能，对钳工的要求很高，因此陀螺仪内壳体零件的钳工加工工序成为陀螺仪配套生产的关鍵瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种节省加工工序、提高加工效率和产品加工质量的使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现:

一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法，其特征在于：该加工方法采用配备有动力头的数控车床，包括如下加工步骤：

步骤1、在机床主轴上对工件进行装夹；

步骤2、在刀架中的动力头上安装铣刀；

步骤3、在车床上利用外螺纹车刀在工件表面分别车出多头外螺纹；

步骤4：执行换刀程序，调用动力头装夹的铣刀，以三轴联动形式，分别对多头外螺纹的入口处螺纹、出口处螺纹进行修光。

进一步的：步骤4的具体步骤为：

步骤4.1、刀架执行换刀程序，当前刀具切换到动力头装夹的铣刀。

步骤4.2、工件绕C1轴转动一定角度，使其中工件上某一条螺纹的入口对准铣刀，动力头启动带动铣刀绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹入口处坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合运动，使得铣刀沿着远离工件表面方向、且半径增加的螺旋线运动，直至与工件表面脱离接触，反复执行此步骤完成其他螺纹入口的修光加工；其中，C1轴为工件旋转主轴、C2轴为铣刀旋转主轴、Z轴方向为平行于工件轴向的运动方向，X轴方向为沿工件径向的进给运动方向。

步骤4.3、工件绕C1轴转动一定角度，使其中某一条螺纹的出口对准铣刀，动力头启动带动铣刀绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹出口处坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合运动，使得铣刀沿着远离零件工件表面方向、且半径增加的螺旋线运动，直至与工件表面脱离接触，反复执行此步骤完成其他螺纹出口的修光加工。

本发明具有的优点和积极效果：

1、工件采用车铣复合工艺，减少了一道工序，节省了一种工种，有效缩短了辅助加工时间，大幅提高了加工效率；

2、工件现有的加工工序中的钳工序，去倒角的一致性不好，且对于多道螺纹，存在误加工漏加工的可能，对于检验的要求也更多，而采用改进的工艺则没有此类问题，保证了工件的加工质量和一致性；

3、工件采用三轴联动车铣复合加工工艺，全程在车床上完成，操作简单，对工人操作技术要求低，有效减少人力物力资源占用，降低了零件加工的成本；

4、本发明三轴联动车铣复合工艺研究成果能够适应陀螺仪内壳体的小批量、大批量生产需要，可推广到相关零件的生产加工中。

综上，本发明工艺过程采用车铣复合加工工艺，全程在车床上完成工件的加工成活，避免了占用钳工资源，有效的提高了工件的加工效率与工件合格率。

附图说明

图1为本发明三轴联动车铣复合加工示意图；

图2为工件(陀螺仪内壳体)外螺纹修光前三维结构示意图；

图3为工件(陀螺仪内壳体)外螺纹入口修光后三维结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

本发明中陀螺仪内壳体的三轴联动车铣复合加工如图1所示，陀螺仪内壳体外螺纹修光前，三维结构如图2所示，对于其中一条外螺纹修光后，三维结构如图3所示。详细技术方案流程如下：

步骤一：在机床主轴1上对陀螺仪内壳体2进行装夹；

步骤二：在刀架8中的动力头7上安装铣刀6；

步骤三：在车床上利用40°外螺纹车刀分别车出多头外螺纹4；

步骤四：执行换刀程序，调用动力头7装夹的φ3mm铣刀6，以三轴联动形式，分别对多头外螺纹4的入口处螺纹5、出口处螺纹3进行修光。

对于步骤四的三轴联动车铣复合加工方法的详细说明如下：

第一步，刀架8执行换刀程序，当前刀具切换到动力头7装夹φ3mm的铣刀6。

第二步，陀螺仪内壳体绕C1轴转动一定角度，使其中某一条螺纹的入口5对准铣刀，动力头7启动带动铣刀6绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹入口处5坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合，使得铣刀6沿着远离零件表面方向、半径增加的螺旋线运动，与零件停止接触后到达安全位置，反复执行此步骤加工其他螺纹入口。

第三步，陀螺仪内壳体绕绕C1轴转动一定角度，使其中某一条螺纹的出口3对准铣刀，动力头7启动带动铣刀6绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹出口处3坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合运动，使得铣刀6沿着远离零件表面方向、半径增加的螺旋线运动，与零件停止接触后到达安全位置，反复执行此步骤加工其他螺纹出口。

采用本加工方法加工多头螺纹，在对多头外螺纹的入口与出口进行修光时，加工1件工件仅需要5min左右的时间，合格率可达到99％，而采用现有的钳工修光螺纹的的入口与出口的方式，加工1件工件需要17min左右的时间，合格率仅能达到85％，因此，加工效率和加工质量均得到了大幅度的提高。

本发明可用于航天，化工，水利，电力等行业的多头外螺纹零件的加工，尤其对于飞机、船舶、武器装备等的陀螺仪内壳体的加工领域，有十分广阔的推广应用前景。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (2)

1.一种使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法，其特征在于：该加工方法采用配备有动力头的数控车床，包括如下加工步骤：

步骤1、在机床主轴上对工件进行装夹；

步骤2、在刀架中的动力头上安装铣刀；

步骤3、在车床上利用外螺纹车刀在工件表面分别车出多头外螺纹；

步骤4：执行换刀程序，调用动力头装夹的铣刀，以三轴联动形式，分别对多头外螺纹的入口处螺纹、出口处螺纹进行修光。

2.根据权利要求1所述的使用三轴联动加工大导程大螺距的多头螺纹的加工方法，其特征在于：步骤4的具体步骤为：

步骤4.1、刀架执行换刀程序，当前刀具切换到动力头装夹的铣刀。

步骤4.2、工件绕C1轴转动一定角度，使其中工件上某一条螺纹的入口对准铣刀，动力头启动带动铣刀绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹入口处坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合运动，使得铣刀沿着远离工件表面方向、且半径增加的螺旋线运动，直至与工件表面脱离接触，反复执行此步骤完成其他螺纹入口的修光加工；其中，C1轴为工件旋转主轴、C2轴为铣刀旋转主轴、Z轴方向为平行于工件轴向的运动方向，X轴方向为沿工件径向的进给运动方向。

步骤4.3、工件绕C1轴转动一定角度，使其中某一条螺纹的出口对准铣刀，动力头启动带动铣刀绕C2轴以一定速度转动，刀架进行Z轴、X轴移动，使铣刀移动至螺纹出口处坐标，C1轴、Z轴、X轴三轴配合运动，使得铣刀沿着远离零件工件表面方向、且半径增加的螺旋线运动，直至与工件表面脱离接触，反复执行此步骤完成其他螺纹出口的修光加工。

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