[發明專利]一種減少螺紋銑削加工干涉的方法

在審

• 申請號: 201710117690.2
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106808032A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 胡自化;譚兆;秦長江
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B23G1/32
• 分類號: B23G1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種減少螺紋銑削加工干涉的方法，特別是針對大螺距、大直徑螺紋的數控銑削加工。

背景技術

螺紋連接作為機械設備中最常用的一種連接方式，其性能的優劣直接影響到機械設備的使用壽命。傳統的螺紋車削和絲錐、板牙加工效率低、切削力大，難以適應大型精密螺紋的制造需求。而隨著螺紋數控銑削的出現，很好的彌補了傳統螺紋加工方法的不足，螺紋銑削加工與其它加工螺紋的方式相比，加工效率高、適用性好，發生斷刃時容易將其移除，因此被廣泛應用。

螺紋銑削加工是刀具一邊隨機床主軸回轉，一邊沿工件回轉中心開展切削運動，同時進行軸向運動。在螺紋銑削加工過程中，因螺紋銑刀牙型不符合目標曲面而產生干涉，從而極大地影響螺紋加工的精度，因此若能夠得到一種減少螺紋銑削加工干涉的方法，將極大地提高加工精度，擴大螺紋銑削應用范圍，降低高精度的螺紋生產成本。

減少螺紋銑削加工干涉的方法是提高螺紋精度的一個重要研究方向，現有主要分為兩類：一類是通過優化螺紋銑削工藝的方法來減少加工中產生的干涉，國內主要是研究這一類，但在實際生產中，許多企業希望在原有工藝上提高螺紋生產精度，因此該類方法在后期螺紋銑削優化中使用甚少；另一類是通過優化銑刀牙型來減少螺紋銑削加工中產生的干涉，很適用于在原有工藝不變的情況下，提高螺紋精度，國內在這類研究較少，國外研究有一定的研究，如文獻1《螺紋銑削加工過程中的干涉建模》(Fromentin G, Poulachon G. Modeling of interferences during thread milling operation[J]. Adv Manuf Tech 2010，49(1) 41-51.）提出了通過優化銑刀輪廓和減小銑刀直徑來減少螺紋銑削加工中的干涉，但其過程復雜、計算大，不利于推廣應用。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種減少螺紋銑削加工干涉的方法,該方法能夠保證螺紋實際銑削過程中產生的干涉值在干涉公差范圍內，并且使得螺紋實際牙型最優。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種減少螺紋銑削加工干涉的方法，包括以下步驟：

步驟1）利用螺紋和銑刀基本參數建立理論螺紋牙型和實際螺紋牙型的數學模型；

步驟2）通過對理論螺紋牙型和實際螺紋牙型進行比較，建立螺紋銑削加工中干涉值的計算模型；

步驟3）利用最大干涉值得到螺紋銑刀牙型動態調整的迭代算法，優化螺紋銑刀牙型的六個特征點；

步驟4）利用優化后的六個特征點生成理想的螺紋銑刀牙型。

所述步驟1中，利用螺紋和銑刀基本參數建立理論螺紋牙型和實際螺紋牙型的數學模型，包括以下內容：

1）公稱螺紋牙型數學模型建立，主要包括以下步驟；

根據螺紋大徑D和螺紋螺距P，計算螺紋小徑D₁、螺紋中徑D₂；

計算螺紋牙型六個坐標點P_tj=(P_tjr,P_tjz)：

P_t1=(P_t1r,P_t1z)=(D₁/2,0)，

P_t2=(P_t2r,P_t2z)=(D₁/2,(P/2+△r₁tan(α₁))cot(α₂)/(cot(α₁)+cot(α₂))-△r₁)，