CN1981984A - 螺旋槽型面铣刀后波刃的加工方法 - Google Patents

螺旋槽型面铣刀后波刃的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于刀具制造技术,涉及对后波刃型面铣刀加工方法的改进。本发明的操作步骤是:制作安装靠模板,修整砂轮型面,设置挂轮,将被加工件装夹定位,对刀,磨削加工。本发明方法实现了使用普通铲齿机床加工螺旋槽后波刃型面铣刀。

Description

螺旋槽型面铣刀后波刃的加工方法
技术领域
本发明属于刀具制造技术,涉及对后波刃型面铣刀加工方法的改进。
背景技术
在加工大型面的零件时,如果采用普通型面的铣刀加工,由于铣刀与被加工零件的接触面积太大,加工过程中会产生很大的切削抗力,此抗力引起的振动无法保证零件的加工精度。这种非正常的加工过程也易引起铣刀的碎裂,甚至无法进行切削加工。因此,在加工大型面或难加工材料的零件时,常采用后波刃型面铣刀。此时由于减小了铣刀与被加工零件的接触面积,使得切削平稳,易于保证零件的加工精度。对于简单型面的后波刃铣刀,如:锥度后波刃铣刀,由于型面简单,所以既可在普通铲齿机床上加工,也可在数控工具磨床上加工。但对于型面复杂的后波刃铣刀,制造时有以下难点需要解决:a、由于铣刀外径有型面,铲磨后波刃时需要使铲磨砂轮的轴向运行轨迹与铣刀的型面一致。b、必须保证铲磨后波刃时不破坏铣刀的旋转型面。c、必须消除铣刀型面以及螺旋角和前角对铲磨后波刃的影响。由于没有解决上述三个难题,以往制造的后波刃型面铣刀一直不能完全符合设计图纸的要求。
发明内容
本发明的目的是:提出一种可用普通铲齿机床加工螺旋槽后波刃型面铣刀的方法。
本发明的技术方案是:螺旋槽型面铣刀后波刃的加工方法,使用铲齿机床和砂轮进行加工,其特征在于,其操作过程如下:
1、按照被加工的铣刀型面制作靠模板,将其安装到铲齿机床的相应部位;
2、修整铲齿机床的砂轮型面;
按后波刃齿型制做铲车刀,其中车刀顶部R为后波刃齿底R,顶部R两侧圆滑转接半个后波刃齿顶R并与一个度面相切,该度面是以铲车刀型面对称轴线为轴分别顺时针和逆时针旋转85°形成的度面,度面长度2±1mm,车刀宽度为S+4mm,S为后波刃齿距,用铲车刀车打光轮,然后用打光轮将铲磨砂轮型面挤出;
3、设置挂轮;
加工参数如下:设铣刀齿数为Z,螺旋角为β,被加工铣刀的平均直径为D,后波刃齿距为S,则:铲齿机螺距挂轮按S计算,差动挂轮按β及D和Z计算,按计算结果设置挂轮;
4、根据后波刃的位移方向,将机床溜板按后波刃相反旋向转一定角度τ,以保证后波刃齿形为环状排列;
溜板旋转方向的确定:若后波刃右移,则溜板按逆时针旋转;若后波刃左移,则溜板按顺时针旋转。旋转角τ计算如下:τ=tg-1(S/πD);同时应加大凸轮的K值,其实际K值为:K实际=K理论/COSτ;
5、将被加工铣刀装夹定位;
6、对刀;
6.1、粗调靠模板的位置;空走刀,目视调整靠模板与被加工铣刀的相对位置或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置,使铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向保持大致同步;
6.2、确定砂轮起始位置:开动机床将砂轮运动到被加工铣刀型面两个R的转接处或者平台与度面转接处对刀,然后将砂轮返回到被加工铣刀的端面外;
6.3、验证靠模板的位置:开动机床进行微量磨削,然后取下被加工铣刀进行投影检测,找出靠模板与被加工铣刀型面在机床的轴向方向的同步误差,重新调整靠模板或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置;
6.4、重复步骤6.2及6.3,直到铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步误差不大于0.05mm,且判定被加工铣刀型面不被破坏为止;
7、开动机床进行粗磨加工:粗磨时砂轮进刀量为0.1~0.3mm,在此过程中用投影仪检测被加工铣刀型面,确保铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步以及被加工铣刀型面不被破坏;
8、开动机床进行精磨加工:精磨时砂轮进刀量为0.02~0.05mm。
本发明的优点是:本发明方法能使铲磨砂轮的轴向运行轨迹与铣刀的型面一致;能保证铲磨后波刃时不破坏铣刀的旋转型面;能消除铣刀型面以及螺旋角和前角对铲磨后波刃的影响;实现了使用普通铲齿机床加工螺旋槽后波刃型面铣刀。
附图说明
图1是被加工的一种具体螺旋槽后波刃型面铣刀型面示意图,其中:双点划线为铣刀旋转型面,实线为铣刀某一齿的刃口型线,打剖面线的阴影部分是铲磨后波刃时,如果铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向不同步,被破坏的部分铣刀旋转型面。R1及R2、R3是铣刀型面中的转接圆弧。α是铣刀型面中平台与度面在水平方向的夹角。
图2是修整铲磨砂轮型面用的铲车刀型面图。其中:S为后波刃齿距,R为后波刃齿底R,R为后波刃齿顶R,5°度面与两侧R相切,(S+4)为车刀宽度。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明方法使用铲齿机床和砂轮进行加工,其操作过程如下:
1、按照被加工的铣刀型面制作靠模板,将其安装到铲齿机床的相应部位。
2、修整铲齿机床的砂轮型面。
按后波刃齿型制做铲车刀,其中车刀顶部R为后波刃齿底R,顶部R两侧圆滑转接半个后波刃齿顶R并与一度面相切,该度面为以铲车刀型面对称轴线为轴分别顺时针和逆时针旋转85°形成的度面,度面长度约2±1mm,车刀宽度为(S+4)mm。用铲车刀车打光轮,然后用打光轮将铲磨砂轮型面挤出。铲车刀型面见附图2。
3、设置挂轮:加工参数如下:设铣刀齿数为Z,螺旋角为β,被加工铣刀的平均直径为D,后波刃齿距为S,则:铲齿机螺距挂轮按S计算,差动挂轮按β及D和Z计算,按计算结果设置挂轮。
4、根据后波刃的位移方向,将机床溜板按后波刃相反旋向转一定角度τ,以保证后波刃齿形为环状排列。溜板旋转方向的确定:若后波刃右移,则溜板按逆时针旋转;若后波刃左移,则溜板按顺时针旋转。旋转角τ计算如下:τ=tg-1(S/πD)。同时应加大凸轮的K值,其实际K值为:K实际=K理论/COSτ。
5、将被加工铣刀使用顶尖装夹定位。
6、对刀:安装好靠模板及其装置,设置好挂轮后,还要对靠模板与铣刀的相对位置进行调试,即:使铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向保持同步,这样,当砂轮磨头通过触销沿靠模板行进时,砂轮即可磨削铣刀的对应部位,确保铲磨砂轮的轴向运行轨迹与铣刀型面一致。对于复杂型面铣刀来说,如果不注意靠模板与铣刀型面的相对位置,则在加工后波刃时就会破坏铣刀的旋转型面。若加工出的后波刃如图1所示,则铣刀的旋转型面就可能被被切去一部分,即图1中的阴影部分,导致废品。因此,在加工后波刃时,要通过对刀保证铲磨砂轮与铣刀型面的相对位置正确。对刀步骤是:
6.1、粗调靠模板的位置:目视调整靠模板与被加工铣刀的相对位置,使铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向保持大致同步。具体做法是:由操作者用目测的方法,通过观察砂轮进刀磨削的位置(空走刀),反复调整铣刀与铲磨砂轮的相对位置,找到一个合适位置,初步确定靠模板与铣刀型面的相对位置。
6.2、确定砂轮起始位置:开动机床将砂轮运动到被加工铣刀型面两个R的转接处或者平台与度面转接处对刀,然后将砂轮返回到被加工铣刀的端面外。
6.3、验证靠模板的位置:开动机床进行微量磨削(砂轮刚刚磨削上铣刀即可)。然后取下被加工铣刀进行投影检测,找出靠模板与被加工铣刀型面在机床的轴向方向同步误差,重新调整靠模板或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置。
6.4、重复步骤6.2及6.3,直到铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步误差不大于0.05mm且判定被加工铣刀型面不被破坏为止。
7、开动机床进行粗磨加工:粗磨时砂轮进刀量为0.1~0.3mm,精磨进刀量为0.02~0.05mm。在此过程中可用投影仪检测几次被加工铣刀型面,确保铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步以及在保证后波刃连续性的同时保证铣刀旋转型面不被破坏。
8、开动机床进行精磨加工:精磨时砂轮进刀量为0.02~0.05mm。
实施例
例1:
铣刀齿数Z=16,螺旋角β=25°,被加工铣刀的平均直径D=142.94,刀齿铲背量K=6。后波刃右移,齿距S=8,后波刃齿底R为R1.8,齿顶R为R2.5,相邻刀齿后波刃沿铣刀轴向相错0.5mm,
操作步骤:
1、按照被加工的铣刀型面制作靠模板,将其安装到铲齿机床的相应部位。
2、修整铲齿机床的砂轮型面。
按后波刃齿型制做铲车刀,其中车刀顶部R为后波刃齿底R,顶部R两侧圆滑转接半个后波刃齿顶R并与一度面相切,该度面为以铲车刀型面对称轴线为轴分别顺时针和逆时针旋转85°形成的度面,度面长度约2mm,车刀宽度为(S+4)。用铲车刀车打光轮,然后用打光轮将铲磨砂轮型面挤出。
3、设置挂轮:
铲齿机螺距挂轮I1=80/100
铲齿机差动挂轮I2=51×60/62×39
4、根据后波刃的位移方向,将机床溜板按后波刃相反旋向转一定角度τ,以保证后波刃齿形为环状排列。
机床溜板逆时针旋转,旋转角τ=1°
实际K值为:K实际=6。
5、将被加工铣刀装夹在铲齿机床两顶尖间。
6、对刀:
6.1、粗调靠模板的位置:由操作者用目测的方法,通过观察砂轮进刀磨削的位置(空走刀),反复调整铲磨砂轮与铣刀的相对位置,找到一个合适位置,初步确定靠模板与铣刀型面的相对位置。
6.2、确定砂轮起始位置:开动机床将砂轮运动到被加工铣刀型面平台与度面转接处对刀,然后将砂轮返回到被加工铣刀的端面外。
6.3、验证靠模板的位置:开动机床进行微量磨削(砂轮刚刚磨削上铣刀即可)。然后取下被加工铣刀进行投影检测,找出靠模板与被加工铣刀型面在机床的轴向方向同步误差,重新调整靠模板或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置。
6.4、重复步骤6.2及6.3,直到铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步误差不大于0.05mm且判定被加工铣刀型面不被破坏为止。
7、开动机床进行粗磨加工:粗磨时砂轮进刀量为0.2mm,在此过程中可用投影仪检测几次被加工铣刀型面,确保铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步以及在保证后波刃连续性的同时保证铣刀旋转型面不被破坏。
8、开动机床进行精磨加工:精磨时砂轮进刀量为0.03mm。
例2:
铣刀齿数Z=16,螺旋角β=25°,被加工铣刀的平均直径D=132.60,刀齿铲背量K=6。后波刃右移,齿距S=8,后波刃齿底R为R1.8,齿顶R为R2.5,相邻刀齿后波刃沿铣刀轴向相错0.5mm,
操作步骤:
将铲齿机差动挂轮改为I2=55×60/62×39,其余操作步骤同例1。
例3:
铣刀齿数Z=16,螺旋角β=25°,被加工铣刀的平均直径D=146.02,刀齿铲背量K=6.2。后波刃右移,齿距S=8,后波刃齿底R为R1.8,齿顶R为R2.5,相邻刀齿后波刃沿铣刀轴向相错0.5mm,
操作步骤:
将铲齿机差动挂轮改为I2=50×58/60×39,实际K值改为:K实际=6.2。其余操作步骤同例1。

Claims (1)

1、螺旋槽型面铣刀后波刃的加工方法,使用铲齿机床和砂轮进行加工,其特征在于,其操作过程如下:
1.1、按照被加工的铣刀型面制作靠模板,将其安装到铲齿机床的相应部位;
1.2、修整铲齿机床的砂轮型面;
按后波刃齿型制做铲车刀,其中车刀顶部R为后波刃齿底R,顶部R两侧圆滑转接半个后波刃齿顶R并与一个度面相切,该度面是以铲车刀型面对称轴线为轴分别顺时针和逆时针旋转85°形成的度面,度面长度2±1mm,车刀宽度为S+4mm,S为后波刃齿距,用铲车刀车打光轮,然后用打光轮将铲磨砂轮型面挤出;
1.3、设置挂轮;
加工参数如下:设铣刀齿数为Z,螺旋角为β,被加工铣刀的平均直径为D,后波刃齿距为S,则:铲齿机螺距挂轮按S计算,差动挂轮按β及D和Z计算,按计算结果设置挂轮;
1.4、根据后波刃的位移方向,将机床溜板按后波刃相反旋向转一定角度τ,以保证后波刃齿形为环状排列;
溜板旋转方向的确定:若后波刃右移,则溜板按逆时针旋转;若后波刃左移,则溜板按顺时针旋转。旋转角τ计算如下:τ=tg-1(S/πD);同时应加大凸轮的K值,其实际K值为:K实际=K理论/COSτ;
1.5、将被加工铣刀装夹定位;
1.6、对刀;
1.6.1、粗调靠模板的位置:空走刀,目视调整靠模板与被加工铣刀的相对位置或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置,使铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向保持大致同步;
1.6.2、确定砂轮起始位置:开动机床将砂轮运动到被加工铣刀型面两个R的转接处或者平台与度面转接处对刀,然后将砂轮返回到被加工铣刀的端面外;
1.6.3、验证靠模板的位置:开动机床进行微量磨削,然后取下被加工铣刀进行投影检测,找出靠模板与被加工铣刀型面在机床的轴向方向的同步误差,重新调整靠模板或铲磨砂轮与被加工铣刀的相对位置;
1.6.4、重复步骤1.6.2及1.6.3,直到铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步误差不大于0.05mm,且判定被加工铣刀型面不被破坏为止;
1.7、开动机床进行粗磨加工:粗磨时砂轮进刀量为0.1~0.3mm,在此过程中用投影仪检测被加工铣刀型面,确保铣刀刃口上的任一点与靠模板上的对应点在机床的轴向方向同步以及被加工铣刀型面不被破坏;
1.8、开动机床进行精磨加工:精磨时砂轮进刀量为0.02~0.05mm。
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