CN114160816A - 车削加工工艺以及车削加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车削加工工艺及装置，车削加工工艺包括将待加工工件的前端面夹设在定位工装上；沿待加工工件的轴向，从待加工工件的后端面至前端面车削内孔；将倒钩车刀伸入内孔，并将倒钩车刀抵接在前端面上；转动待加工工件，通过倒钩车刀对前端面进行车削。本发明技术方案将待加工工件的前端面夹紧在定位工装之后，即在待加工工件上车削出内孔，将倒钩车刀从内孔插入，则能够使倒钩车刀抵接在前端面上，对前端面进行车削，同时能够对后端面正常车削，从而无需对待加工工件的位置进行调换，仅需通过一次装夹即可快速加工待加工工件两端的端面，保证前端面、后端面之间的平行度，以及前端面、后端面与内孔之间的垂直度。

Description

车削加工工艺以及车削加工装置

技术领域

本发明涉及车削技术领域，特别涉及一种车削加工工艺以及车削加工装置。

背景技术

在伺服电机壳体的生产过程中，需要对伺服电机壳体的表面进行车削加工，以得到想要的形状。目前常见的工艺有两种。其中，一种采用螺栓拉紧铣削面，通过作业人员操作夹具进行装夹，再对车削壳体的一个端面和壳体的内孔。这种方式装夹繁琐，壳体具有两个端面，而两个端面不是装夹一次加工，且两端面平行度依靠夹具性能以及作业人员的安装手法，从而无法保证加工后壳体两端面的平行度，以及端面与内孔的垂直度，导致产品品质不可控。

另一种是采用机床刀塔进行定位，先将壳体放进机床刀塔工装内，启动设备刀塔移动到前定位处，再手动将壳体的端面贴紧刀塔并夹紧，加工过程中壳体的两个端面均悬空，开粗切削量只能很小，否则开粗过程壳体会窜动，从而同样无法保证加工后壳体两端面的平行度，以及端面与内孔的垂直度，导致产品品质不可控。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种车削加工工艺及车削加工装置，旨在解决现有技术中无法保证加工后两端面的平行度，以及端面与内孔的垂直度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种车削加工工艺，所述车削加工工艺包括：

将待加工工件的前端面夹设在定位工装上；

沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔；

将倒钩车刀伸入所述内孔，并将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上；

转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削。

可选地，所述将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上的步骤包括：

获取所述倒钩车刀的第一尺寸参数，获取所述待加工工件的第二尺寸参数；

根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数；

根据所述加工参数将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上；

其中，所述第一尺寸参数包括：所述倒钩车刀的形状角度、所述倒钩车刀的车削角度；所述第二尺寸参数包括：所述待加工工件沿所述待加工工件轴线方向上的车削余量；所述加工参数包括所述倒钩车刀的切深距离、所述倒钩车刀与所述待加工工件之间的贴合距离。

可选地，所述根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数的步骤之前，还包括：

获取所述倒钩车刀的车削常数；

所述根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数的步骤还包括：

根据所述车削常数、所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算所述加工参数。

可选地，所述第一尺寸参数还包括所述倒钩车刀的刀尖半径，所述获取所述倒钩车刀的车削常数的步骤包括：

根据所述刀尖半径、所述形状角度以及所述车削角度计算所述车削常数。

可选地，所述将待加工工件的前端面夹设在定位工装上的步骤包括：

将所述待加工工件放置在所述定位工装上，并使所述待加工工件的表面贴合在所述定位工装的定位面上。

可选地，所述沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔的步骤之前，还包括：

对所述待加工工件的后端面进行粗车；

所述沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔的步骤之后，还包括：

对所述内孔以及所述后端面进行第一次精车。

可选地，所述转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削的步骤之后：

对所述后端面以及所述内孔进行第二次精车。

可选地，所述转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削的步骤之后：

对所述前端面进行第一次精车。

可选地，所述对所述前端面进行第一次精车的步骤之后，还包括：

对所述前端面进行第二次精车。

此外，为解决上述问题，本发明还提出一种车削加工装置，所述车削加工装置用于实施如上述的车削加工工艺，所述车削加工装置包括：

机床；

定位工装，所述定位工装可转动设置在所述机床的一端，所述定位工装用于夹紧待加工工件；

倒钩车刀，所述倒钩车刀可移动设置在所述机床上，所述倒钩车刀的移动方向为朝向所述定位工装一侧或背离所述定位工装一侧。

本发明技术方案将所述待加工工件的所述前端面夹紧在所述定位工装之后，即在所述待加工工件上车削出所述内孔，将所述倒钩车刀从所述内孔插入，则能够使所述倒钩车刀抵接在所述前端面上，对所述前端面进行车削，同时能够对所述后端面正常车削，从而无需对所述待加工工件的位置进行调换，仅需通过一次装夹即可快速加工所述待加工工件两端的端面，保证所述前端面、所述后端面之间的平行度，以及所述前端面、所述后端面与所述内孔之间的垂直度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明车削加工工艺第一实施例的流程示意图；

图2为本发明车削加工工艺第二实施例的流程示意图；

图3为本发明车削加工工艺第三实施例的流程示意图；

图4为本发明车削加工工艺第四实施例的流程示意图；

图5为本发明车削加工工艺第五实施例的流程示意图；

图6为本发明车削加工装置一视角下的剖面结构示意图；

图7为本发明车削加工装置另一视角下的剖面结构示意图；

图8为本发明车削加工装置的结构示意图；

图9为本发明车削加工装置中倒钩车刀的结构示意图；

图10为本发明车削加工装置中倒钩车刀的刀头部分尺寸示意图；

图11为本发明车削加工装置中定位工装的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	倒钩车刀	11	刀头
12	刀柄	20	定位工装
				30	待加工工件	31	内孔

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出了一种车削加工工艺，请参照图1，图1为本发明所述车削加工工艺第一实施例的流程示意图，所述车削加工工艺包括以下步骤：

步骤S10：将待加工工件30的前端面夹设在定位工装20上；

步骤S20：沿所述待加工工件30的轴向，从所述待加工工件30的后端面至所述前端面车削内孔31；

步骤S30：将倒钩车刀10伸入所述内孔31，并将所述倒钩车刀10抵接在所述前端面上；

步骤S40：转动所述待加工工件30，通过所述倒钩车刀10对所述前端面进行车削。

具体请参照图6～11，本实施例中还提出一种车削加工装置，所述车削加工装置用于实施如上述的车削加工工艺，所述车削加工装置包括机床、定位工装20及倒钩车刀10，所述定位工装20可转动设置在所述机床的一端，所述定位工装20用于夹紧待加工工件30；所述倒钩车刀10可移动设置在所述机床上，所述倒钩车刀10的移动方向为朝向所述定位工装20一侧或背离所述定位工装20一侧。

如图9～图10所示，所述倒钩车刀10具体包括刀柄12及刀头11，刀头11安装在刀柄12的端部。刀柄12呈圆柱形长条状，所述刀头11上具有刀尖，所述刀头11的一端与刀柄12连接，刀尖则沿垂直刀柄12长度方向延伸，从而形成倒钩结构。

所述倒钩车刀10和所述定位工装20分别设置在机床的两端。所述定位工装20上具有容置空间，该容置空间的截面形状与所述待加工工件30的截面形状相同，在装配时，以便于将所述待加工工件30伸入所述定位工装20的容置空间内。该容置空间内设置有凸起的定位面，所述待加工工件30伸入到容置空间内后，则能够卡紧在凸起的定位面上，从而起到固定作用。

在本实施例中，将所述待加工工件30上伸入所述定位工装20一端的端面定义为所述前端面，与所述前端面相对的一面为所述后端面，也即从所述定位工装20上伸出一端的端面为所述后端面。当所述待加工工件30固定在所述定位工装20后，所述定位工装20可转动设置在所述机床上，所述定位工装20转动并带动所述待加工工件30同步转动。

首先通过内孔31粗车刀在所述待加工工件30上粗车出所述内孔31，所述内孔31的轴线由所述后端面至所述前端面。本实施例中以所述待加工工件30同样为圆柱体进行说明，则所述内孔31的轴线与所述待加工工件30的轴线平行。

所述内孔31粗车完成后，则能够将所述倒钩车刀10从所述内孔31伸入，并贯穿整个所述内孔31后，从所述前端面的一侧伸出，通过倒钩结构，所述车刀的刀尖一侧抵接在所述前端面上，从而当所述定位工装20带动所述待加工工件30转动时，所述倒钩车刀10则能够实现对所述前端面的粗车。需要说明的是，在将所述待加工工件30装配在所述定位工装20的过程中，所述前端面与所述定位工装20的侧壁之间预留出一定间隙，该间隙的宽度大小则可以根据不同工艺的加工需求进行调整，使其能够容置所述倒钩车刀10，从而保证整个加工工艺实施的可靠性。

在上述过程中，无论是在所述待加工工件30上粗车所述内孔31，还是对所述前端面进行粗车，中途均无需改变所述待加工工件30的位置，所述待加工工件30与所述定位工装20之间只需要通过一次装配即可完成，从而最大程度上保证了所述前端面与所述内孔31之间的垂直度，保证了产品质量。

本发明技术方案将所述待加工工件30的所述前端面夹紧在所述定位工装20之后，即在所述待加工工件30上车削出所述内孔31，将所述倒钩车刀10从所述内孔31插入，则能够使所述倒钩车刀10抵接在所述前端面上，对所述前端面进行车削，同时能够对所述后端面正常车削，从而无需对所述待加工工件30的位置进行调换，仅需通过一次装夹即可快速加工所述待加工工件30两端的端面，保证所述前端面、所述后端面之间的平行度，以及所述前端面、所述后端面与所述内孔31之间的垂直度。

进一步地，请参照图2，图2为本发明所述车削加工工艺第二实施例的流程示意图，所述步骤S30具体包括以下步骤：

步骤S31：获取所述倒钩车刀10的第一尺寸参数，获取所述待加工工件30的第二尺寸参数；

步骤S32：根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数；

步骤S33：根据所述加工参数将所述倒钩车刀10抵接在所述前端面上。

在实际运用中，为了满足更高精度要求的工艺需求，通常在车削过程中需要调整所述倒钩车刀10与所述待加工工件30之间的角度、贴合的尺寸等，因此在车削之前需要对所述倒钩车刀10、所述待加工工件30的尺寸进行测量，从而最终经过车削得到理想的成品尺寸以及形状等，以进一步提高本发明所述车削加工工艺在加工过程中的精确程度。

具体的，在上述的第一尺寸参数中，具体包括有例如所述倒钩车刀10的形状角度、所述倒钩车刀10的车削角度等等参数信息；在进行车削之前，可通过对所述倒钩车刀10进行测量以得到所述第一尺寸参数，请参照图10，图10为所述倒钩车刀10刀尖位置的侧视图，其中所述形状角度是指所述倒钩车刀10的刀尖两侧边缘之间的夹角α，本实施例中以35度为例进行说明；所述车削角度则是指所述倒钩车刀10上刀尖与所述待加工工件30接触的一面、与所述待加工工件30上与所述倒钩车刀10的刀尖接触的一面之间的夹角β，本实施例中以所述车削角度为3度为例进行说明。

其次，所述第二尺寸参数则具体包括有例如所述待加工工件30沿所述待加工工件30轴线方向上的车削余量等信息，本实施例中以所述车削余量L为2毫米为例进行说明；所述加工参数则具体包括有例如所述倒钩车刀10的切深距离m、所述倒钩车刀10与所述待加工工件30之间的贴合距离等信息，其中所述贴合距离则是指所述倒钩车刀10与所述待加工工件30接触的一面上，与所述待加工工件30之间具有物理接触部分的总长度n，通过公式：m＝L/tan(∠α+∠β)计算出所述切深距离。需要说明的是，当加工精度要求不高时，所述切深距离可近似看作所述贴合距离，从而最终根据所述切深距离和所述贴合距离装配所述倒钩车刀10，提高车削的精确度。

然而，在对于加工精度要求较高的工件时，则需要度所述倒钩车刀10的尺寸额外进行测量，具体的，在步骤S32之前，还包括步骤S34：获取所述倒钩车刀10的车削常数，而步骤S32则具体包括：根据所述车削常数、所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算所述加工参数。

在实际运用中，所述倒钩车刀10的刀尖位置通常呈圆弧状设置，而无法达到理想的尖状，所述车削常数则是指所述倒钩车刀10的刀尖在圆弧状态下，与理想尖状状态下，刀尖尖角顶部位置之间的差值。因此本实施例中所述第一尺寸参数出上述尺寸信息外，还需要额外测量所述倒钩车刀10的刀尖半径r，本实施例中以所述刀尖半径r为0.4毫米为例进行说明，根据几何分析可知，当∠α为35度，∠β为3度，所述刀尖半径r为0.4毫米时，所述车削常数c取1.16毫米，则根据公式m＝L/tan(∠α+∠β)-c；以及公式n＝L/tan(∠α+∠β)-c-r，分别代入上述具体值时，则能够计算出所述切深距离m以及所述贴合距离n，从而进一步提高本发明所述车削加工工艺的精确度。

进一步地，请参照图3，图3为本发明所述车削加工工艺第三实施例的流程示意图，步骤S10具体包括以下步骤：

步骤S11：将所述待加工工件30放置在所述定位工装20上，并使所述待加工工件30的表面贴合在所述定位工装20的定位面上。所述定位工装20上具有容置空间，该容置空间的截面形状与所述待加工工件30的截面形状相同，在装配时，以便于将所述待加工工件30伸入所述定位工装20的容置空间内。该容置空间内设置有凸起的定位面，所述待加工工件30伸入到容置空间内后，则能够卡紧在凸起的定位面上，从而起到固定作用。

在本实施例中，将所述待加工工件30上伸入所述定位工装20一端的端面定义为所述前端面，与所述前端面相对的一面为所述后端面，也即从所述定位工装20上伸出一端的端面为所述后端面。当所述待加工工件30固定在所述定位工装20后，所述定位工装20可转动设置在所述机床上，所述定位工装20转动并带动所述待加工工件30同步转动。

进一步地，请参照图4，图4为本发明所述车削加工工艺第四实施例的流程示意图，步骤S20之前，还包括以下步骤：

步骤S50：对所述待加工工件30的后端面进行粗车；步骤S20之后，还包括以下步骤：

步骤S60：对所述内孔31以及所述后端面进行第一次精车；步骤S40之后，还包括以下步骤：

步骤S70：对所述后端面以及所述内孔31进行第二次精车。

在本实施例中，将所述待加工工件30装配在所述定位工装20之后，为了提高加工效率，首先可以对所述待加工工件30的后端面进行粗车，在对所述后端面粗车完毕后，再进行所述内孔31的粗车，待所述内孔31粗车完成后，再对所述后端面以及所述内孔31进行第一次精车，也即半精车。待所述内孔31加工完毕后，在将所述倒钩车刀10伸入所述内孔31中以对所述前端面进行粗车。待所述前端面粗车完成后，再对所述后端面和所述内孔31进行第二次精车。从而保证整个所述车削加工工艺流程的合理性，整个过程中无需对所述待加工工件30的位置进行调换或者调整，也能够按照合理的顺序依次对所述前端面、所述后端面以及所述内孔31分批进行粗车以及精车。

进一步地，请参照图5，图5为本发明所述车削加工工艺第五实施例的流程示意图，步骤S40之后，还包括以下步骤：

步骤S80：对所述前端面进行第一次精车；

步骤S90：对所述前端面进行第二次精车。

为了进一步提高本发明所述车削加工工艺的合理性，在所述前端面粗车完成后，则能够开始对所述前端面分别进行第一次精车，也即半精车，以及对所述前端面进行第二次精车。可以理解，对所述前端面的两次精车可以是在对所述后端面和所述内孔31第二次精车之前，也可以是在其之后，具体可以根据加工工艺的具体需求进行调整，以进一步提高本发明所述车削加工工艺的兼容性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车削加工工艺，其特征在于，所述车削加工工艺包括：

将待加工工件的前端面夹设在定位工装上；

沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔；

将倒钩车刀伸入所述内孔，并将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上；

转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削。

2.根据权利要求1所述的车削加工工艺，其特征在于，所述将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上的步骤包括：

获取所述倒钩车刀的第一尺寸参数，获取所述待加工工件的第二尺寸参数；

根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数；

根据所述加工参数将所述倒钩车刀抵接在所述前端面上；

其中，所述第一尺寸参数包括：所述倒钩车刀的形状角度、所述倒钩车刀的车削角度；所述第二尺寸参数包括：所述待加工工件沿所述待加工工件轴线方向上的车削余量；所述加工参数包括所述倒钩车刀的切深距离、所述倒钩车刀与所述待加工工件之间的贴合距离。

3.根据权利要求2所述的车削加工工艺，其特征在于，所述根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数的步骤之前，还包括：

获取所述倒钩车刀的车削常数；

所述根据所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算加工参数的步骤还包括：

根据所述车削常数、所述第一尺寸参数以及所述第二尺寸参数计算所述加工参数。

4.根据权利要求3所述的车削加工工艺，其特征在于，所述第一尺寸参数还包括所述倒钩车刀的刀尖半径，所述获取所述倒钩车刀的车削常数的步骤包括：

根据所述刀尖半径、所述形状角度以及所述车削角度计算所述车削常数。

5.根据权利要求1所述的车削加工工艺，其特征在于，所述将待加工工件的前端面夹设在定位工装上的步骤包括：

将所述待加工工件放置在所述定位工装上，并使所述待加工工件的表面贴合在所述定位工装的定位面上。

6.根据权利要求1所述的车削加工工艺，其特征在于，所述沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔的步骤之前，还包括：

对所述待加工工件的后端面进行粗车；

所述沿所述待加工工件的轴向，从所述待加工工件的后端面至所述前端面车削内孔的步骤之后，还包括：

对所述内孔以及所述后端面进行第一次精车。

7.根据权利要求6所述的车削加工工艺，其特征在于，所述转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削的步骤之后：

对所述后端面以及所述内孔进行第二次精车。

8.根据权利要求1所述的车削加工工艺，其特征在于，所述转动所述待加工工件，通过所述倒钩车刀对所述前端面进行车削的步骤之后：

对所述前端面进行第一次精车。

9.根据权利要求8所述的车削加工工艺，其特征在于，所述对所述前端面进行第一次精车的步骤之后，还包括：

对所述前端面进行第二次精车。

10.一种车削加工装置，其特征在于，所述车削加工装置用于实施如权利要求1～9中任一项所述的车削加工工艺，所述车削加工装置包括：

机床；

定位工装，所述定位工装可转动设置在所述机床的一端，所述定位工装用于夹紧待加工工件；

倒钩车刀，所述倒钩车刀可移动设置在所述机床上，所述倒钩车刀的移动方向为朝向所述定位工装一侧或背离所述定位工装一侧。

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