[發明專利]用于加工軸向均布內球面槽的刀具及加工工藝

在審

• 申請號: 201711211680.1
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108145187A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 郝軍;呼延剛毅;馬永紅;楊紅茹;豆亞兵;李鴻;林永富;康思聞
• 申請（專利權）人: 中國航發西安動力控制科技有限公司
• 主分類號: B23B27/06
• 分類號: B23B27/06;B23B5/40
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 姚敏杰

本發明屬于機械加工領域，涉及一種用于加工軸向均布內球面槽的刀具及加工工藝，用于加工軸向均布內球面槽的刀具包括成型刀頭、刀桿以及螺釘；刀桿上設置有圓柱孔以及螺紋孔；成型刀頭設置在刀桿的圓柱孔中；螺釘設置在刀桿的螺紋孔中并擠壓在成型刀頭上；成型刀頭伸出刀桿的長度是待加工球面槽的圓球半徑的1.5?2倍；成型刀頭伸出刀桿的部分整體呈魚鰭狀；成型刀頭伸出刀桿的部分的截面呈字母n型。本發明提供了一種和專用機床附件角度動力頭與設備匹配通用性好、便于對軸向均布內球面槽加工的用于加工軸向均布內球面槽的刀具及加工工藝。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，涉及一種用于加工槽體的刀具及加工方法，尤其涉及一種用于加工軸向均布內球面槽的刀具及加工工藝。

背景技術

如圖1所示，某薄壁零件內孔表面有4處軸向均布內球面槽，該槽橫截面為圓弧形狀，沿軸向長度方向未完全貫通，且未貫通處為球面形狀。對于該類型軸向均布內球面槽，目前常見的有以下幾種加工方法：

1)在插床上通過專用成型插刀加工內圓弧槽，通過專用夾具分度實現均布，缺點是無法實現沿軸向長度方向未完全貫通的均布內球面槽的加工，且夾具分度的精度較低。

2)在立式加工中心上使用專用機床附件角度動力頭進行加工，角度動力頭結構是利用一對成90°的錐齒輪，將主軸的旋轉方向由垂直方向轉換為水平方向，通過球面銑刀的水平方向旋轉和沿水平方向及垂直方向的進給，以及主軸的定向和分度功能，實現軸向均布內球面槽的加工。優點是可選擇標準的球面銑刀進行加工；缺點是專用機床附件角度動力頭的通用性較差，必需由機床廠家定制，且設計和制造成本較高(通常在20萬左右)。

3)在車削中心上使用專用機床附件角度動力頭完成加工，角度動力頭結構是利用兩對成90°的錐齒輪，將刀具的切削方向旋轉180°，使用球面銑刀沿徑向旋轉，和沿徑向及軸向進給，實現軸向均布內球面槽的加工。優點是可選擇標準的球面銑刀進行加工；缺點是首先專用機床附件角度動力頭外伸桿太長，加工剛性較差，零件加工質量不穩定；其次角度動力頭屬于專用機床附件，在不同型號的車削中心上的通用性較差；最后角度動力頭必需由機床廠家定制，設計和制造成本較高(通常在20萬左右)。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種和專用機床附件角度動力頭與設備匹配通用性好、便于對軸向均布內球面槽加工的用于加工軸向均布內球面槽的刀具及加工工藝。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于加工軸向均布內球面槽的刀具，其特征在于：所述用于加工軸向均布內球面槽的刀具包括成型刀頭、刀桿以及螺釘；所述刀桿上設置有圓柱孔以及螺紋孔；所述成型刀頭設置在刀桿的圓柱孔中；所述螺釘設置在刀桿的螺紋孔中并擠壓在成型刀頭上；所述成型刀頭伸出刀桿的長度是待加工球面槽的圓球半徑的1.5-2倍；所述成型刀頭伸出刀桿的部分整體呈魚鰭狀；所述成型刀頭伸出刀桿的部分的截面呈字母n型。

上述成型刀頭包括切削部件以及與切削部件相連的裝夾部件；所述切削部件包括切削刃；所述切削部件整體呈魚鰭狀；所述切削刃的截面呈字母n型且與待切削的軸向內球面槽的球面外形及尺寸相匹配；所述裝夾部件設置在刀桿的圓柱孔中并通過螺釘固定。

上述裝夾部件包括圓柱桿以及設置在圓柱桿上的定向平面；所述圓柱桿設置在刀桿的圓柱孔中；所述螺釘擠壓在定向平面上；所述定向平面與待切削零件的切削平面平行。

上述刀桿包括刀桿本體以及設置在刀桿本體的裝夾定向平面；所述圓柱孔以及螺紋孔分別設在刀桿本體上。

一種基于如前所述的加工軸向均布內球面槽的刀具對軸向內球面槽的加工工藝，其特征在于：所述工藝包括以下步驟：

1)將待加工的零件夾持在車床主軸卡盤的軟三爪上，通過數控編程指令將主軸定向為0°，機床主軸固定不旋轉；