[發(fā)明專利]大半徑圓弧截面螺旋槽的加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410254660.2
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104117733B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜世鋒;吳術(shù);邱國臣;趙群雅;楊少華;侯新華
• 申請（專利權(quán)）人: 大連船用柴油機有限公司
• 主分類號: B23D79/00
• 分類號: B23D79/00
• 代理公司: 大連智慧專利事務(wù)所21215
• 代理人: 周志艦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大半徑圓弧截面螺旋槽形成精密加工的方法，特別是吊車的起升卷筒表面螺旋槽形成精密加工加工的方法。

背景技術(shù)

吊車的起升卷筒表面帶有螺旋槽，隨著載荷需求的不斷加大，吊車鋼絲繩直徑不斷增加，螺旋槽的截面圓弧半徑也在不斷增大。

圓弧截面螺旋槽的機械加工一直以來都是采用成型法加工的方式，即刀具的圓弧半徑與要加工的螺旋槽截面半徑相同，靠刃磨的刀尖形狀來保證螺旋槽截面的形狀。對于截面半徑在15mm以下的螺旋槽，這種加工方式可以勝任。對于截面半徑大于15mm的螺旋槽，采用成型法加工，刀具的刀尖半徑過大，導(dǎo)致切削抗力急劇增加，造成工件和機床工藝系統(tǒng)的劇烈震動，無法保證正常穩(wěn)定切削，且成型加工的切削線速度很小，易起毛發(fā)烏，表面質(zhì)量低。

所以，對于較大直徑圓弧截面螺旋槽，一般采用鑄造的方式成型，由人工打磨提高其表面粗糙度。但鑄造成型的最大弊端是螺旋槽的尺寸和形位誤差很大，只能滿足精度要求不高的場合。隨著使用條件的越發(fā)嚴(yán)苛，對于大型起升卷筒的要求越來越高，材質(zhì)性能上不但要高強度以減輕重量，還要有低溫沖擊的韌性，有較高的疲勞壽命，主流材質(zhì)變?yōu)镼345D。對于有聯(lián)動要求以精確控制載物姿態(tài)時，對螺旋槽的尺寸和形位精度要求極高，鑄造成型無論從材質(zhì)上還是精度上都越來越難以滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述技術(shù)上的不足，提供一種針對大截面半徑螺旋槽精密機械加工的方法，特別是截面圓弧半徑為>15mm的螺旋槽精密機械加工的方法，該方法能實現(xiàn)較高線速度下的精確穩(wěn)定切削，從而達到極高的形位精度、尺寸精度、表面粗糙度和良好的表面質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種大半徑圓弧截面螺旋槽的加工方法，加工截面圓弧半徑為>15mm的螺旋槽，其特征在于：將大半徑圓弧截面螺旋槽的加工，分解成沿大半徑圓弧截面螺旋槽表面排列的小半徑圓弧截面螺旋線的加工，用小半徑圓弧成型刀的刀尖，連續(xù)間隔包絡(luò)螺旋槽截面圓弧進行螺旋切削而加工出螺旋槽，形成在空間立體上是多個小截面半徑的螺旋線型的小圓弧螺旋槽沿著大半徑圓弧截面螺旋槽面排列成具有表面粗糙度的大半徑圓弧截面的螺旋槽。這種本發(fā)明的大半徑圓弧截面螺旋槽的加工方法，加工截面圓弧半徑為>15mm的螺旋槽，將大半徑圓弧截面螺旋槽的加工，分解成很多個小半徑圓弧截面螺旋線的加工，用小半徑成型刀的刀尖圓弧，連續(xù)間隔包絡(luò)螺旋槽截面圓弧而切削出螺旋槽，形成在空間立體上是多個小截面半徑的螺旋線型的小圓弧螺旋槽沿著大半徑圓弧截面螺旋槽面排列成具有表面粗糙度的大截面半徑的螺旋槽。最好采用半徑為R4~R10mm的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位圓弧刀片加工螺旋線型的小圓弧螺旋槽。最好采用大于200m/min的線切削速度加工螺旋線型的小圓弧螺旋槽，近一步強化包絡(luò)加工的螺旋槽表面。還可以通過控制組成螺旋槽的多條螺旋線型的小圓弧螺旋槽來控制大半徑圓弧截面螺旋槽的表面精度。通過增加構(gòu)成螺旋槽的螺旋線型的小圓弧螺旋槽的數(shù)量，來提高大半徑圓弧截面螺旋槽的表面粗糙度和形狀精度。并具有如下改進和特點：

a、采用包絡(luò)法與成型法相結(jié)合的方式，加工截面圓弧半徑為>15mm至∞的螺旋槽。在整體上采用包絡(luò)的加工方式，解決大直徑成型刀具加工抗力大，不能穩(wěn)定切削的問題，在局部上使用小直徑成型刀具，使加工表面的粗糙度較采用尖刀能有極大的提高。

b、使用小直徑成型刀包絡(luò)加工，一方面能采用較大的線切削速度，強化加工表面，另一方面較寬的刀刃對已加工表面有良好的擠壓效果，有利于形成工件表面壓應(yīng)力，提高其抗疲勞壽命。

c、成型刀的刀尖圓弧半徑可以小于所要加工的螺旋槽截面圓弧半徑，不再受其限制，能夠根據(jù)實際切削條件合理選用刀具，提高加工效率。

d、加工原理為：將大截面半徑螺旋槽的加工，分解成很多個小半徑圓弧截面螺旋線的加工，在螺旋槽截面上看，是通過很多個較小半徑成型刀的刀尖圓弧，包絡(luò)出較大半徑的截面輪廓圓弧。

e、通過數(shù)控程序控制組成螺旋槽的多條螺旋線的空間排列精度。

f、可以通過增加構(gòu)成螺旋槽的螺旋線的數(shù)量，來提高螺旋槽的表面粗糙度和形狀精度。

同時還具有如下優(yōu)點：

a、用很多個小截面半徑的螺旋線包絡(luò)成一個大截面半徑的螺旋槽，以解決因刀尖半徑過大無法穩(wěn)定切削的問題；

b、每條小截面半徑螺旋線采用成形法加工，以減少包絡(luò)成螺旋槽的螺旋線數(shù)量，同時有利于提高螺旋槽的表面粗糙度；

c、加工每條螺旋線時，采用半徑為R4~R10mm的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位圓弧刀片加工，刀尖熱硬性好抗磨損能力強，尺寸穩(wěn)定性高；