CN114131119A - 一种单头轴向直廓蜗杆加工方法、装置及系统 - Google Patents

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    • B23F13/02—Making worms of cylindrical shape

Abstract

本发明提供一种单头轴向直廓蜗杆加工方法、装置及系统，所述方法包括：获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；获取所述至少一种参数变量的赋值根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。本发明的上述方案，通过修改加工参数变量即可实现不同尺寸、不同规格零件的批量生产。

Description

一种单头轴向直廓蜗杆加工方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及蜗杆加工技术领域，特别是指一种单头轴向直廓蜗杆加工方法、装置及系统。
背景技术
在数控机床加工领域，螺杆的加工一直以来都是普遍难题，主要表现为加工程序编写难度很大，需要用宏程序实现，增加了数控机床的编程人员的难度，只有很少一部分顶尖人才能够完成加工程序的编写，这就使得很多加工企业无法完成工件的生产加工，迫切需要一个简便的技术方案，并且可以复制的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单头轴向直廓蜗杆加工方法、装置及系统，通过修改参数变量即可实现不同尺寸、不同规格零件的加工生产。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种单头轴向直廓蜗杆加工方法，所述方法包括：
获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；
获取所述至少一种参数变量的赋值；
根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
可选的，所述参数变量包括：可直接赋值的参数变量和/或根据已知变量的赋值进行计算得到的参数变量。
可选的，所述可直接赋值的参数变量包括以下至少一种：
蜗杆大径；
蜗杆中径；
蜗杆小径；
导程；
压力角；
牙根部圆弧半径；
牙顶圆弧半径；
蜗杆齿形部的长度；
使用的切槽刀刀宽；
使用的切槽刀刀尖圆弧半径；
使用的切槽刀刀尖圆弧半径；
牙顶圆弧分刀数；
牙侧X向的单边步距；
牙根部的圆弧分刀数。
可选的，所根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述蜗杆大径、蜗杆中径、蜗杆小径的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对蜗杆原料的端部进行加工，得到第一加工原料；
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
可选的，所根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆的第一齿形部进行加工，得到具有第一齿形部的第一加工原料；
按照所述预设切削方法对第一加工原料进行蜗杆的第N齿形部进行加工，得到具有第N齿形部的单头轴向直廓蜗杆；所述N大于或者等于2；N＝蜗杆齿形部的长度的赋值/每个齿形部的长度的赋值。
可选的，所述预设切削方法包括：
按照蜗杆齿形部的参数对所述蜗杆齿形部的部位按预设顺序进行加工，得到蜗杆齿形部。
可选的，所控制所述加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，包括：
控制所述加工刀具按照切槽刀刀宽的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、牙顶圆弧分刀数的赋值、牙侧X向的单边步距的赋值、牙根部的圆弧分刀数的赋值中的至少一种变量参数，进行蜗杆齿形部的循环加工。
可选的，所述加工刀具对蜗杆原料的螺纹部进行加工时的入刀避让长度和出刀避让长度相同。
本发明的实施例还提供一种单头轴向直廓蜗杆加工装置，包括：
第一获取模块，用于获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种参数变量；
第二获取模块，用于获取所述至少一种参数变量的赋值；
处理模块，用于根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
本发明的实施例还提供一种单头轴向直廓蜗杆加工系统，包括：加工机床以及加工刀具，以及如上所述的单头轴向直廓蜗杆加工装置。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，通过获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；获取所述至少一种参数变量的赋值；根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆；通过修改参数变量的赋值，即可实现不同尺寸、不同规格零件的批量生产。
附图说明
图1是本发明的单头轴向直廓蜗杆加工方法的流程示意图；
图2是本发明的单头轴向直廓蜗杆加工方法的一具体实现过程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提出一种单头轴向直廓蜗杆加工方法，所述方法包括：
步骤11，获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；
步骤12，获取所述至少一种参数变量的赋值；
步骤13，根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
本发明的该实施例，通过获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；获取所述至少一种参数变量的赋值；根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆；通过修改参数变量的赋值，即可实现不同尺寸、不同规格零件的批量生产。
在本发明的可选实施例中，所述参数变量包括：可直接赋值的参数变量和/或根据已知变量的赋值进行计算得到的参数变量。
在本发明的可选实施例中，所述可直接赋值的参数变量包括以下至少一种：
蜗杆大径，代号设定为V1；
蜗杆中径，代号设定为V2；
蜗杆小径，代号设定为V3；
导程，代号设定为V4；
压力角，代号设定为V5；
牙根部圆弧半径，代号设定为V6；
牙顶圆弧半径，代号设定为V7；
蜗杆齿形部的长度，代号设定为V8；
使用的切槽刀刀宽，代号设定为V11；
使用的切槽刀刀尖圆弧半径，代号设定为V12；
牙顶圆弧分刀数，代号设定为V21；
牙侧X向的单边步距，代号设定为V22；
牙根部的圆弧分刀数，代号设定为V24。
其中，所述可直接赋值的参数变量为常规数据，在此基础上对根据可直接赋值的参数变量的赋值进行计算，可以得到间接赋值的参数变量，例如以下至少一种间接赋值的参数变量，可用于单头轴向直廓蜗杆的变形加工，V9＝1、V23＝[V11/2]-V12、V30＝V4/V9、V51＝V4/V9/2、V52＝[V2-V3]/2、V53＝[V1-V2]/2、V54＝[V51/2]+[TAN[V5]*V53]、V55＝[V51/2]-[TAN[V5]*V52]、V56＝V7/[TAN[[90+V5]/2]]、V57＝90-V5、V58＝V57/V21、V59＝V7+V12、V70＝SIN[V57]*V59、V71＝COS[V57]*V59、V72＝V6-V12、V73＝COS[V5]*V72、V74＝SIN[V5]*V72、V75＝V52+V53-V7+V71-V6+V74、V76＝TAN[V5]*V22、V78＝V57/V24、V79＝V6*[TAN[V57/2]]、V80＝V55-V79、V82＝V11*3、V100＝0-V8-5、V101＝0+[2*V4]-[V11/2]、V13＝V54*2、V14＝V55*2。
在本发明的可选实施例中，上述步骤13可以包括：
步骤131，根据所述蜗杆大径、蜗杆中径、蜗杆小径的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对蜗杆原料的端部进行加工，得到第一加工原料；
如图2所示，蜗杆大径V1、蜗杆中径V2、蜗杆小径V3的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对蜗杆原料的端部进行加工，得到第一加工原料；
步骤132，根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
具体的，如图2所示，步骤132可以包括：
步骤1321，根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆的第一齿形部进行加工，得到具有第一齿形部的第一加工原料；
步骤1322，按照所述预设切削方法第一加工原料进行蜗杆的第N齿形部进行加工，得到具有第N齿形部的单头轴向直廓蜗杆；所述N大于或者等于2；N＝蜗杆齿形部的长度的赋值/每个齿形部的长度的赋值。通过调整循环加工的次数，可以自由调整蜗杆齿形部的长度。
在本发明的可选实施例中，所述预设切削方法包括：
按照蜗杆齿形部的参数对所述蜗杆齿形部的部位按预设顺序进行加工，得到蜗杆齿形部。如图2所示，一个齿形部进行加工时，先按照加工齿形部的压力角V5进行加工；再按照牙根部圆弧半径V6进行加工；再按照牙顶圆弧半径V7进行加工；但不限于是这种顺序。每个齿形部按照相同的顺序进行加工。
在本发明的可选实施例中，控制所述加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，包括：
控制所述加工刀具按照切槽刀刀宽的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、牙顶圆弧分刀数的赋值、牙侧X向的单边步距的赋值、牙根部的圆弧分刀数的赋值中的至少一种变量参数，进行蜗杆齿形部的循环加工。
在本发明的可选实施例中，所述加工刀具对蜗杆原料的螺纹部进行加工时的入刀避让长度和出刀避让长度相同，且均为第一值，比如第一值为30mm；根据蜗杆原料的螺纹部位置留出预设避让长度，避免加工错漏。
具体实现时，如图2所示本发明的上述方法在具体实现时，
控制加工机床的刀塔回到安全位置；
设定加工机床的加工刀具的主轴最高转速为1000转/分钟，主轴底转档；
调取加工刀具并读取刀具长度补偿；
主轴恒定转速500转/分钟，主轴正转；
切屑液打开；
按照如下参数变量的赋值进行加工：V1＝52.5，V2＝45，V3＝35.6，V4＝15.7079，V5＝20V6＝0.41，V7＝0.1，V8＝100，V11＝4，V12＝0.4，V21＝5，V22＝0.05，V24＝1；
调用蜗杆切削循环；
主轴停止；
切屑液关闭；
撤销刀长并回到安全位置；
程序结束。
该加工流程中，可根据需要修改上述加工参数变量的基本尺寸赋值、刀具尺寸赋值、加工参数赋值等参数变量，来实现对不同尺寸要求的蜗杆的加工。
本发明的实施例，获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种参数变量，获取所述至少一种参数变量的赋值，根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆；通用性极高，通过修改加工参数变量即可实现不同尺寸、不同规格零件的加工；可自动进行数控机床加工程序的编写，实现零件的批量生产。
本发明第二实施例提供了一种单头轴向直廓蜗杆加工装置，
第一获取模块，用于获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种参数变量；
第二获取模块，用于获取所述至少一种参数变量的赋值；
处理模块，用于根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
可选的，所述参数变量包括：可直接赋值的参数变量和/或根据已知变量的赋值进行计算得到的参数变量。
可选的，所述可直接赋值的参数变量包括以下至少一种：
蜗杆大径；蜗杆中径；蜗杆小径；导程；压力角；牙根部圆弧半径；牙顶圆弧半径；
蜗杆齿形部的长度；使用的切槽刀刀宽；使用的切槽刀刀尖圆弧半径；使用的切槽刀刀尖圆弧半径；
牙顶圆弧分刀数；牙侧X向的单边步距；牙根部的圆弧分刀数。
可选的，根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述蜗杆大径、蜗杆中径、蜗杆小径的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对蜗杆原料的端部进行加工，得到第一加工原料；
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
可选的，根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆的第一齿形部进行加工，得到具有第一齿形部的第一加工原料；
按照所述预设切削方法对第一加工原料进行蜗杆的第N齿形部进行加工，得到具有第N齿形部的单头轴向直廓蜗杆；所述N大于或者等于2；N＝蜗杆齿形部的长度的赋值/每个齿形部的长度的赋值。
可选的，所述预设切削方法包括：
按照蜗杆齿形部的参数对所述蜗杆齿形部的部位按预设顺序进行加工，得到蜗杆齿形部。
可选的，控制所述加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，包括：
控制所述加工刀具按照切槽刀刀宽的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、牙顶圆弧分刀数的赋值、牙侧X向的单边步距的赋值、牙根部的圆弧分刀数的赋值中的至少一种变量参数，进行蜗杆齿形部的循环加工。
可选的，所述加工刀具对蜗杆原料的螺纹部进行加工时的入刀避让长度和出刀避让长度相同。
需要说明的是，该装置是与上述方法相同的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供了一种单头轴向直廓蜗杆加工系统，包括：加工机床以及加工刀具，还包括：如上所述的单头轴向直廓蜗杆加工装置；上述实施例中的所有实现方式均适用于该系统的实施例中，也能达到相同的技术效果。本发明的实施例，通过修改加工参数变量即可实现不同尺寸、不同规格零件的加工；可自动进行数控机床加工程序的编写，实现零件的批量生产。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，所述方法包括：
获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种加工参数变量；
获取所述至少一种参数变量的赋值；
根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
2.根据权利要求1所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，所述参数变量包括：可直接赋值的参数变量和/或根据已知变量的赋值进行计算得到的参数变量。
3.根据权利要求2所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，所述可直接赋值的参数变量包括以下至少一种：
蜗杆大径；
蜗杆中径；
蜗杆小径；
导程；
压力角；
牙根部圆弧半径；
牙顶圆弧半径；
蜗杆齿形部的长度；
使用的切槽刀刀宽；
使用的切槽刀刀尖圆弧半径；
使用的切槽刀刀尖圆弧半径；
牙顶圆弧分刀数；
牙侧X向的单边步距；
牙根部的圆弧分刀数。
4.根据权利要求3所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述蜗杆大径、蜗杆中径、蜗杆小径的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对蜗杆原料的端部进行加工，得到第一加工原料；
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
5.根据权利要求4所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部的长度的赋值，控制所述加工机床的主轴以及加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆，包括：
根据所述导程、压力角、牙根部圆弧半径、牙顶圆弧半径、蜗杆齿形部对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆的第一齿形部进行加工，得到具有第一齿形部的第一加工原料；
按照所述预设切削方法对第一加工原料进行蜗杆的第N齿形部进行加工，得到具有第N齿形部的单头轴向直廓蜗杆；所述N大于或者等于2；N＝蜗杆齿形部的长度的赋值/每个齿形部的长度的赋值。
6.根据权利要求5所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，所述预设切削方法包括：
按照蜗杆齿形部的参数对所述蜗杆齿形部的部位按预设顺序进行加工，得到蜗杆齿形部。
7.根据权利要求5所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，控制所述加工刀具对第一加工原料按照预设切削方法进行蜗杆齿形部的循环加工，包括：
控制所述加工刀具按照切槽刀刀宽的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、切槽刀刀尖圆弧半径的赋值、牙顶圆弧分刀数的赋值、牙侧X向的单边步距的赋值、牙根部的圆弧分刀数的赋值中的至少一种变量参数，进行蜗杆齿形部的循环加工。
8.根据权利要求5所述的单头轴向直廓蜗杆加工方法，其特征在于，所述加工刀具对蜗杆原料的螺纹部进行加工时的入刀避让长度和出刀避让长度相同。
9.一种单头轴向直廓蜗杆加工装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取单头轴向直廓蜗杆的至少一种参数变量；
第二获取模块，用于获取所述至少一种参数变量的赋值；
处理模块，用于根据所述至少一种参数变量的赋值，控制所述加工机床以及加工刀具对蜗杆原料的螺纹部按照预设切削方法循环加工，得到单头轴向直廓蜗杆。
10.一种单头轴向直廓蜗杆加工系统，包括：加工机床以及加工刀具，其特征在于，还包括：如权利要求9所述的单头轴向直廓蜗杆加工装置。
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