[發明專利]一種用于加工機架軸頭孔的刀具及方法

有效

• 申請號: 201310455212.4
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103495752A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 鄧吉明;張曉峰;徐晶晶
• 申請（專利權）人: 上海中船三井造船柴油機有限公司
• 主分類號: B23B27/02
• 分類號: B23B27/02;B23C5/02;B23B39/02;B23Q15/013
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術領域

本發明涉及一種金屬切削刀具及加工方法，尤其涉及一種用于加工機架軸頭孔的刀具及方法，屬于機械加工技術領域。?

背景技術

機架是大功率低速船用柴油機的重要零件之一，請參閱圖1，不僅在機架的前后端的外壁上設有多個外檔軸孔4，而且其內間壁上還設有多個內檔軸頭孔1，這些軸頭孔不僅數量多、位置交錯，而且結構復雜。傳統的加工方法為：在大型臥式鏜床上加工，首先在軸頭孔底中心鉆孔，然后進行兩步粗銑，第一步采用直徑較小的銑刀去除部分余量，第二步更換直徑合適的銑刀去除剩余余量，最后再進行精銑。現有的加工方法工藝繁瑣，僅粗加工就需要多次更換刀具，反復對刀設定、測量尺寸，難以實現高效連續加工全程序控制；由于大功率低速船用柴油機的機架是超大型金屬構件，而有些軸頭孔還位于機架內間壁的中上部，其加工過程中需要更換多把刀具，操作者時常要頻繁攀梯登高，在機架內外壁之間更換刀具、對刀設定，因此存在著高空作業的危險，從而增大了操作者的勞動強度及安全風險；此外內檔軸頭孔位于機架的內間壁上，所以主軸的鏜桿懸伸較長，因而降低了剛性，由此帶來的負面影響就是加工時刀具會產生振顫，從而機架的加工質量得不到保障；再者由于鏜桿要伸入外檔軸頭孔兩米多進行加工，過程中難免會遇到主軸鏜桿與工件發生干涉的情況，因而存在機床碰撞工件的危險；另外換刀對刀過程中需要行車輔助吊運扶梯、跳板，經常還會遇到等待行車的情況，這樣一來增加了輔助工時，在目前大型數控鏜銑工時單位成本極為昂貴的情況下，輔助時間是較為可觀的損失。?

總之，現有加工方法和裝備存在有加工效率低、人身和設備安全隱患多、加工成本高、操作勞動強度大和難以實現高效連續全程序控制加工的缺點。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有大功率低速船用柴油機機架的加工方法和裝備的缺陷，提供一種用于加工機架軸頭孔的刀具及方法，實現一刀多用、避免換刀和粗精連續加工的加工過程，以簡化工藝、提高工效、降低成本、保障安全和質量。?

本發明解決上述問題的方案如下：?

一種用于加工機架軸頭孔的刀具，安裝在數控臥式落地鏜銑床主軸的鏜桿上，該刀具包括有刀體和固定于該刀體周邊且均勻分布的若干刀片，其特征在于：所述的刀片的主偏角a=90°，軸向正前角yp=+7°，徑向正前角yf=+5°，該刀片切削刃軸向凸出b=2.8mm，軸向凸?出切削刃寬d=3.2mm，刀尖的最高點高于所述刀體c=3mm。?

所述的刀片經過多重耐磨、耐高溫的涂層處理。?

所述的刀片為正前角矩形刀片。?

所述的每一刀片上方的刀體上設有內冷噴射孔。?

本發明的另一技術方案是：?

一種采用上述用于加工機架軸頭孔的刀具的加工方法，其特征在于：利用同一把所述刀具，通過數控程序指令以三軸聯動的螺旋插補銑及兩軸聯動的圓弧插補銑的方式自動完成所述機架上所有軸頭孔的粗、精銑工序。?

所述的加工方法包括下列步驟：?

1)將所述機架夾固在數控臥式落地鏜銑床的工作臺面上，并調校該機架使待加工的軸頭孔軸線沿數控臥式落地鏜銑床的主軸方向；?

2)以步驟1)的加工基準采用巡邊期設定坐標零位；?

3)以螺旋插補銑方式將所述軸頭孔孔壁至孔徑單邊0.5mm余量，至孔底10mm余量同步切削完成，然后以圓弧插補銑方式銑削一周；?

4)以螺旋插補銑方式粗銑所述軸頭孔至孔底面0.3mm余量，然后以圓弧插補銑方式銑削一周；?

5)所述刀具快速移位至所述軸頭孔孔底1mm余量處，以螺旋插補銑方式精銑孔底的剩余余量，然后以圓弧插補銑方式銑削一周，完成所述軸頭孔的加工。?

所述的螺旋插補銑是指，旋轉的所述刀具沿徑向圓形軌跡以及固定螺距軸向進給的同步進給運動的銑削方式；所述的圓弧插補銑是指，旋轉的所述刀具沿徑向圓形軌跡進給運動的銑削方式。?

所述的三軸聯動是指刀具在所述數控臥式落地鏜銑床的X軸、Y軸與Z軸的三個方向上同時進行進給切削；所述的兩軸聯動是指刀具在所述數控臥式落地鏜銑床的X軸與Y軸的兩個方向上同時進行進給切削。?