CN115301957B - 一种消除回转类零件外形制造误差的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除回转类零件外形制造误差的方法，获取待车削零件的型面；通过三维制图软件将零件型面做出回转模型；获取回转模型与车刀前刀面相交的截面轮廓；根据成型车刀前刀面上的截面轮廓沿后角方向投影，获取零度面上的截形；将零度面上的截形进行放大绘制，调整磨床砂轮头使之与磨床主轴角度与车刀后角角度相等，沿放大图进行磨削后得到车刀零度面截形和车刀后角；磨削前角，得到成型车刀前刀面上的截形；加工零件，得到零件所需型面。本发明通过获取零件型面的制造截形，使零件车削后获得了形状准确、尺寸精准的轮廓外形。该方法不仅彻底消除了车刀前后角对零件型面的影响，而且提高了车刀切削性能，增加了车刀使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及精密机械加工技术领域，尤其是涉及一种消除回转类零件外形制造误差的方法。
背景技术
目前零件上型面的加工，大多数采用成型车刀、仿型车、数控车或成型磨加工，加工过程中经常会使用到切削刃为复杂形状的各类工具。其中，成型车刀主要用于加工回转类零件型面，具有结构简单、制造成本低、使用方便等优点。但是由于其前后角的存在，使得成型车刀的实际加工出的型面产生变形和失真。如何根据零件的廓形及车刀的前后角的大小来修正车刀的截形，并使所得的截形便于设计、制造，这一问题一直困惑着成形车刀的截形设计，一些专业书籍中对此都有一整套解决方案：如：作图法、计算法、查表法。但这些方法都是对截形的近似修正，不可能从根本上满足车刀截形的精确修正，而且也使截形的修正很困难。在成型车刀的制造中，国内不同的制造厂家采用不同的制造工艺方法，但均无法从根本上解决前后角对型面的影响、型面的精度与切削性能之间的关系。成型车刀的型面的精准加工和提高返修次数成为成型车刀加工过程中的主要技术难点和瓶颈工序。传统的加工方法无法消除前后角对型面的影响、难于保证刀具型面精度，使刀具返修难度大，返修成本高，刀具寿命较短。
传统的成型车刀加工中也尽量采取一些方法来减少型面的变形，但都不能彻底消除这种影响，采取的方法有两种，一是光学曲线磨床按零件的廓形磨型面带0°后角，然后磨前角，最后留F刃宽磨后角。这样所得到的车刀型面与零件的廓形一致，截形只有前角引起的误差，误差值相对要小一些。但由于F刃宽的存在使车刀的切削性能进一步降低。二是光学曲线磨床按零件的廓形加工型面并同时磨出后角，最后开一个小前角，这样切削效果得到了提高，但型面的精度却受前、后角的双重影响，使型面误差变得更大。使用中，由于成型车刀人为减小了前角，增加了F刃宽及前后角对型面影响，使得车刀的切削效果差，零件的廓形不符合要求。
综上所述，现有技术存在的技术问题有：
1.传统的成型车刀加工方法无法保证和提高刀具的切削性；
2.现有技术中由于车刀前后的存在，导致零件型面存在误差，尺寸不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除回转类零件外形制造误差的方法，借助三维软件，合理将制造过程逆行推理，获取零件型面的制造截形，使零件车削后获得了形状准确、尺寸精准的零件轮廓型面。
一种消除回转类零件外形制造误差的方法，包括如下步骤：
步骤1在CAD软件中建立待加工的回转类零件的理论外型轮廓线；
步骤2根据理论外型轮廓线做出一个回转模型，
步骤3取外形轮廓线距离回转模型中轴线距离最近的一点作为车刀前刀面的起始点，起始点与中轴线构造一个零度面，过起始点做一条与中轴线平行的直线，零度面绕该直线旋转一个车刀前角的角度，得到车刀前刀面；
步骤4回转模型与车刀前刀面相交得到前刀面截面轮廓线；
步骤5过起始点做与零度面垂直的垂线，将垂线旋转一个车刀后角角度，得到一条指引线，将前刀面截面轮廓线沿指引线方向拉伸，获取拉伸曲面，零度面与拉伸曲面相交，获取零度面轮廓线，将零度面轮廓线进行按比例放大绘制成加工图；
步骤6将车刀毛坯装夹在磨床上，将加工图放置在投影屏上，在磨床上安装好砂轮，并调整磨床砂轮头使磨床主轴角度与车刀后角角度相同，按加工图的投影对零件进行磨削后加工出车刀的零度面截形和车刀后角；
步骤7在车刀上磨削一个车刀前角，得到成型车刀前刀面轮廓线；
步骤8加工好的车刀装夹在车床上，对回转类零件的毛坯进行车削加工，加工出复合设计要求的回转类零件。
进一步的，步骤6中的磨床为光学曲线磨床或光学投影磨床。
进一步的，步骤7中车刀前角通过刃磨机床或工具磨床进行加工。
进一步的，步骤8中安装车刀时，车刀切削刃高点与零件回转中心等高，车刀安装在精密车床上。
本发明至少具有如下技术效果：
本发明通过根零件型面借助三维软件得到回转模型，通过回转模型与车刀前刀面相交得到的前刀面截形沿车刀后角方向投影至零度面得到零度面截形，放大该截形并在磨床上按零度面截形磨削后，在刃磨磨床上开前角，安装车刀，车刀切削刃高点与零件回转中心等高，进行零件车削得到形状准确、尺寸精准的零件轮廓型面；
通过本发明的加工方法，彻底消除了车刀前后角对型面的影响，提高成型车刀的切削性能；
通过本发明的加工方法，车刀磨损后只需要重新修磨前角即可，车刀型面不会因前角的下移而改变，修磨过程简单易操作，提高车刀的使用寿命5－10倍，提高了成型车刀修磨过程中的工作效率；
通过本发明的加工方法，彻底解决了成型车刀的加工技术难题，为需要型面加工的此类刀具提供了全新的加工思路与方法，且加工效率高、型面形状完整、准确，提升了实际生产过程中成型零件的制造水平。
附图说明
图1是本发明中实施例中回转模型建立示意图；
图2是本发明中实施例中获取前后刀面截形示意图；
图3是本发明中实施例中成型车刀磨削示意图；
图4是本发明中实施例中成型车刀安装示意图。
图中编号说明：1、零度面；2、零件型面；3、前刀面；4、前刀面截面轮廓线；5、回转模型；6、车刀；7、车刀后角；8、零度面截形；9、砂轮；10、砂轮头；11、磨床主轴；12、零件。
具体实施方式
以下的说明提供的实施例，是用来说明实施本发明的例子。其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
本发明实施例提供了一种消除回转类零件外形制造误差的方法，包括如下步骤：
步骤1在CAD软件中建立待加工的回转类零件12的理论外型轮廓线；
步骤2根据理论外型轮廓线做出一个回转模型5，
步骤3取外形轮廓线距离回转模型5中轴线距离最近的一点作为车刀前刀面3的起始点，起始点与中轴线构造一个零度面1，过起始点做一条与中轴线平行的直线，零度面1绕该直线旋转一个车刀6前角的角度，得到车刀前刀面3；
步骤4回转模型5与车刀前刀面3相交得到前刀面截面轮廓线4；
步骤5过起始点做与零度面1垂直的垂线，将垂线旋转一个车刀6后角角度，得到一条指引线，将前刀面截面轮廓线4沿指引线方向拉伸，获取拉伸曲面，零度面1与拉伸曲面相交，获取零度面轮廓线，将零度面轮廓线进行按比例放大绘制成加工图；
步骤6将车刀毛坯装夹在磨床上，将加工图放置在投影屏上，在磨床上安装好砂轮9，并调整磨床砂轮头10使磨床主轴11角度与车刀后角7角度相同，按加工图的投影对零件12进行磨削后加工出车刀6的零度面截形8和车刀后角7；
步骤7在车刀6上磨削一个车刀前角，得到成型车刀前刀面轮廓线；
步骤8加工好的车刀6装夹在车床上，对回转类零件的毛坯进行车削加工，加工出复合设计要求的回转类零件12。
在步骤6中使用的磨床为光学曲线磨床或光学投影磨床。
在步骤7中车刀前角通过刃磨机床或工具磨床进行加工。
在步骤8中安装车刀6时，车刀切削刃高点与零件12回转中心等高，车刀6安装在精密车床上。
本发明提供的一种消除回转类零件制造误差的方法，不仅能够用于回转类零件外型面的成型车刀的加工还能应用于回转类零件的内型面车刀的加工，应用范围广泛。同时，通过本发明提供的加工方法，工艺施工过程简单，省去繁琐的计算和作图，而且车刀加工过程简单易操作。加工的成型车刀能够延伸至其他复杂型面刀具的车刀6磨损后只需要重新修磨前角即可，车刀型面不会因前角的下移而改变，修磨过程简单易操作，提高车刀的使用寿命5－10倍，提高了成型车刀修磨过程中的工作效率
本发明的成型车刀加工方法，加工出的成型车刀切削性能好，车刀返修性能优良，车刀磨损后，只需通过降低前刀面3的方式进行修磨，修磨后车刀型面不会因前角的下移而改变，提高车刀的使用寿命5－10倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种消除回转类零件外形制造误差的方法，其特征在于具体包括如下步骤；
步骤1 在CAD软件中建立待加工的回转类零件的理论外形轮廓线；
步骤2 根据理论外形轮廓线做出一个回转模型；
步骤3 取理论外形轮廓线距离回转模型中轴线距离最近的一点作为车刀前刀面的起始点，起始点与中轴线构造一个零度面，过起始点做一条与中轴线平行的直线，零度面绕该直线旋转一个车刀前角的角度，得到车刀前刀面；
步骤4 回转模型与车刀前刀面相交得到前刀面截面轮廓线；
步骤5 过起始点做与零度面垂直的垂线，将垂线旋转一个车刀后角角度，得到一条指引线，将前刀面截面轮廓线沿指引线方向拉伸，获取拉伸曲面，零度面与拉伸曲面相交，获取零度面轮廓线，将零度面轮廓线进行按比例放大绘制成加工图；
步骤6将车刀毛坯装夹在磨床上，将加工图放置在投影屏上，在磨床上安装好砂轮，并调整磨床砂轮头使磨床主轴角度与车刀后角角度相通，按加工图的投影对零件进行磨削后加工出车刀的零度面截形和车刀后角；
步骤7在车刀上磨削一个车刀前角，得到成型车刀前刀面轮廓线；
步骤8加工好的车刀装夹在车床上，安装车刀时，车刀切削刃高点与零件回转中心等高，对回转类零件的毛坯进行车削加工，加工出符合设计要求的回转类零件。
2.根据权利要求1所述的一种消除回转类零件外形制造误差的方法，其特征在于所述的磨床为光学曲线磨床。
3.根据如权利要求1所述的一种消除回转类零件外形制造误差的方法，其特征在于所述的步骤7中车刀前角通过刃磨机床进行加工。
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