CN114309749B - 一种整体式细长柱体的加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式细长柱体的加工工艺方法，所述加工工艺方法使用专用刀具组件，利用数控加工设备，对需要加工细长柱体的产品工件进行一次切削加工成型，所述专用刀具组件包括专用刀具和刀柄，所述专用刀具的前端对称设置有多个彼此间隔开来的切削刃，所述专用刀具的内部设置有避让孔，所述避让孔被配置为容纳加工后的细长柱体，以及作为切削时的排屑空间，所述刀柄被配置为将所述专用刀具连接至所述数控加工设备的旋转轴。本发明通过新的加工工艺，配合专用刀具，以满足零件精度要求，并提高良品率，提高加工效率，降低公司生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种整体式细长柱体的加工工艺方法。
背景技术
随着高端制造业的发展，高难度及精密零件要求越来越高，如科学仪器、生命科学、生物检测、生物制药、高端医疗行业的零件形状比较特殊且精度要求较高，对于零件的功能性及其精度要求非常苛刻。
针对零件上存在一根或多根柱体加工时，一般采用加工零件再装配的工艺，不但加工零件数量多，除了对零件加工要求高，对装配精度和要求也很高，精度和要求无法保证。
传统的加工柱体方法一般是通过铣刀开粗，再通过铣刀或外圆镗刀切削精加工，但是由于柱子细且长，切削时柱子刚性不够、受力不均匀容易造成弯曲且相关尺寸超差，从而无法满足零件精度或使用要求，不能确保良品率，加之加工效率不高，有交期不能满足要求的风险。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种整体式细长柱体的加工工艺方法，通过新的加工工艺，配合专用刀具，以满足零件精度要求，并提高良品率，提高加工效率，降低公司生产成本。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种适用于整体式产品存在一根或多根细长柱体的加工工艺方法，尤其适用于有较细长、精度要求较高、柱体较多的产品工件（零件）的加工。
为实现上述目的，本发明提供了一种整体式细长柱体的加工工艺方法，所述加工工艺方法使用专用刀具组件，利用数控加工设备，对需要加工细长柱体的产品工件进行一次切削加工成型，所述专用刀具组件包括专用刀具和刀柄，所述专用刀具的前端对称设置有多个彼此间隔开来的切削刃，所述专用刀具的内部设置有避让孔，所述避让孔被配置为容纳加工后的细长柱体，以及作为切削时的排屑空间，所述刀柄被配置为将所述专用刀具连接至所述数控加工设备的旋转轴。
进一步地，所述加工工艺方法对需要加工多个细长柱体的产品工件依次进行一次切削加工成型。
进一步地，包括以下步骤：
步骤1、 提供用于整体式细长柱体的加工工艺的专用刀具组件；
步骤2、 将专用刀具安装在适用于数控加工设备的刀柄上；
步骤3、 将安装好的专用刀具及刀柄装入数控加工设备；
步骤4、 编制数控加工程序；
步骤5、 使用数控加工设备，将专用刀具相对移动到需要加工的细长柱体上方，专用刀具旋转对产品工件上的细长柱体进行从上而下地切削加工；
步骤6、 依次加工出产品工件上所需的一个或多个细长柱体。
进一步地，所述数控加工设备包括数控加工中心、数控钻床、数控铣床中的一种。
进一步地，所述刀柄包括与所述数控加工设备的旋转轴相配合的接合部和用于装夹所述专用刀具的装刀部。
进一步地，所述接合部为7∶34圆锥形状，所述装刀部采用弹簧夹结构，所述接合部的大端和所述装刀部相连接，所述接合部和装刀部成一整体或采用模块式连接。
进一步地，所述专用刀具包括刀具主体、切削部，所述刀具主体为前部设置有中空的所述避让孔的圆柱体，所述切削部包括沿周向在所述刀具主体前端对称设置的多个所述切削刃，所述切削刃的前角彼此之间相互间隔开来。
进一步地，所述切削刃的材质包括硬质合金、陶瓷、金刚石中的一种。
进一步地，所述切削刃的材质为聚晶金刚石。
进一步地，所述切削刃的前角距离所述刀具主体的中心轴线的距离根据需要加工的细长柱体的直径确定，所述避让孔的直径大于需要加工的细长柱体的直径。
本发明的有益效果是：
1、无需开粗，柱体加工可一次成型；
2、相比传统先用铣刀开粗，再通过铣刀或外圆镗刀切削精加工的工艺，程序路线更短，且不重复，效率高；
3、加工细长柱体精度容易保证；
4、切削刃（刀片）对产品工件加工时，柱体受力均匀，不易产生扭曲或弯曲；
5、加工时，已加工部分柱子相对刀具向上做相对运动，特殊刀具内部的避空位可以将柱子保护起来，有保护柱体的作用，防止其它因素干扰正常加工，带来加工的不稳定。
6、此工艺方法可使用数控加工中心、钻床、铣床等设备进行加工作业。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例加工的产品工件结构示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例使用的专用刀具组件的主视图；
图3是本发明的一个较佳实施例使用的专用刀具的结构示意图；
图4是本发明的一个较佳实施例使用的专用刀具处于竖直方向时的纵向剖视图。
其中，1-产品工件，2-专用刀具组件，11-细长柱体，12-底板，21-专用刀具，22-刀柄，211-刀具主体，212-切削刃，213-避让孔。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
本发明相对于现有传统工艺技术具有跳跃式的加工工艺方法，工艺流程短，具有一次加工顺序加工整体产品上一根或多根细长柱体，专用于柱体加工，尤其适用于有较细长、精度要求较高、柱体较多的零件。
本发明工艺中所使用的特殊刀具的避让孔的设计具有防干扰功能，2处或更多处切削刃的设计具有平衡切削力及定向排屑的作用，可以确保零件柱子加工过程中不弯曲且保证精度，且具有通用性，可以装入数控加工中心、普通钻床、铣床等设备进行加工作业。
实施例
本实施例需要加工的产品工件1如图1所示，产品工件1在胚料上整体加工而成，产品工件1需要加工出一个或多个细长柱体11。本实施例中，产品工件1包括底板12和多个细长柱体11，多个细长柱体11垂直设置在底板12上，彼此之间呈平行阵列布置。细长柱体11的长度与直径之比大于10。本实施例中，细长柱体11的长度为80 mm，直径为6 mm。
如图2所示，本实施例提供了一种用于整体式细长柱体加工的专用刀具组件2。专用刀具组件2包括专用刀具21和刀柄22。刀柄22包括与数控加工中心、钻床、铣床等的旋转轴相配合的接合部和用于装夹专用刀具21的装刀部，接合部为7∶34圆锥形状，装刀部采用弹簧夹结构，接合部的大端和装刀部相连接，接合部和装刀部成一整体或采用模块式连接。
如图3和图4所示，专用刀具21包括刀具主体211、切削部和避让孔213，刀具主体211为前部设置有中空的避让孔213的圆柱体，切削部包括沿周向在刀具主体211前端对称设置的若干个（2个或更多个）切削刃212（刀片），切削刃212的材质可以是硬质合金、陶瓷、金刚石等，优选的，切削刃212的材质采用聚晶金刚石（Polycrystalline Diamond, PCD）。切削刃212可以使用焊接方式固定在刀具主体211前端，也可以采用螺纹连接的方式固定在刀具主体211前端。切削刃212的前角距离刀具主体211的中心轴线的距离根据需要加工的细长柱体11的直径确定。避让孔213的直径大于需要加工的细长柱体11的直径，以容纳加工后的细长柱体11，且利于切削时的排屑。
本实施例提供了一种整体式细长柱体的加工工艺方法：
1、设计适用的专用刀具并加工出；
2、将专用刀具安装在适用于数控加工设备（包括数控加工中心、数控钻床、数控铣床等）的刀柄上；
3、将安装好的专用刀具及刀柄装入数控加工设备；
4、编制数控加工程序；
5、使用数控加工设备（包括数控加工中心、数控钻床、数控铣床等），将专用刀具相对移动到需要加工的细长柱体上方，专用刀具旋转对产品工件上的细长柱体进行从上而下地切削加工；
6、加工出产品工件上所需的一个或多个细长柱体。
本实施例的有益效果是：
1、无需开粗，柱体加工可一次成型；
2、相比传统先用铣刀开粗，再通过铣刀或外圆镗刀切削精加工的工艺，程序路线更短，且不重复，效率高；
3、加工细长柱体精度容易保证；
4、切削刃（刀片）对产品工件加工时，柱体受力均匀，不易产生扭曲或弯曲；
5、加工时，已加工部分柱子相对刀具向上做相对运动，特殊刀具内部的避空位可以将柱子保护起来，有保护柱体的作用，防止其它因素干扰正常加工，带来加工的不稳定。
6、此工艺方法可使用数控加工中心、钻床、铣床等设备进行加工作业。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述加工工艺方法使用专用刀具组件，利用数控加工设备，对需要加工多个细长柱体的产品工件的每个细长柱体依次进行一次切削加工成型，所述细长柱体的长度与直径之比大于10，所述专用刀具组件包括专用刀具和刀柄，所述专用刀具的前端对称设置有多个彼此间隔开来的切削刃，所述专用刀具的内部设置有避让孔，所述避让孔被配置为容纳加工后的细长柱体，以及作为切削时的排屑空间，所述刀柄被配置为将所述专用刀具连接至所述数控加工设备的旋转轴，所述专用刀具包括刀具主体、切削部，所述刀具主体为前部设置有中空的所述避让孔的圆柱体，所述切削部包括沿周向在所述刀具主体前端对称设置的多个所述切削刃，所述切削刃的前角彼此之间相互间隔开来，所述切削刃的前角距离所述刀具主体的中心轴线的距离根据需要加工的细长柱体的直径确定，所述避让孔的直径大于需要加工的细长柱体的直径。
2.如权利要求1所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、 提供用于整体式细长柱体的加工工艺的专用刀具组件；
步骤2、 将专用刀具安装在适用于数控加工设备的刀柄上；
步骤3、 将安装好的专用刀具及刀柄装入数控加工设备；
步骤4、 编制数控加工程序；
步骤5、 使用数控加工设备，将专用刀具相对移动到需要加工的细长柱体上方，专用刀具旋转对产品工件上的细长柱体进行从上而下地切削加工；
步骤6、 依次加工出产品工件上所需的多个细长柱体。
3.如权利要求1所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述数控加工设备包括数控加工中心、数控钻床、数控铣床中的一种。
4.如权利要求1所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述刀柄包括与所述数控加工设备的旋转轴相配合的接合部和用于装夹所述专用刀具的装刀部。
5.如权利要求4所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述接合部为7∶34圆锥形状，所述装刀部采用弹簧夹结构，所述接合部的大端和所述装刀部相连接，所述接合部和装刀部成一整体或采用模块式连接。
6.如权利要求1所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述切削刃的材质包括硬质合金、陶瓷、金刚石中的一种。
7.如权利要求6所述的整体式细长柱体的加工工艺方法，其特征在于，所述切削刃的材质为聚晶金刚石。
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