[发明专利]一种螺旋槽的加工方法

说明书

本发明涉及一种曲面加工方法，具体涉及一种螺旋槽的加工方法。所述螺旋槽的宽为w，螺旋槽起点的深度为d1，螺旋槽终点的深度为d2，螺旋槽的长度为L，螺旋槽的爬升角度为β，螺旋槽表面的设计尺寸公差带上下偏差为h，在四轴立式加工中心上在轴类零件外表面加工所述螺旋槽，其中，所述刀具的刀轴绕切触点向进给方向转动角度β’，所述刀具的半径R满足：R≤h/sinβ，其中2R≤w，刀具的刀轴绕切触点向进给方向转动角度β’与螺旋槽的爬升角度β相等。本发明在四轴立式加工中心上实现了对自由曲面的加工，进一步地实现了在自由曲面上对螺旋槽的加工，使得所加工的螺旋槽表面满足设计尺寸公差带上下偏差。

技术领域

本发明涉及一种曲面加工方法，具体涉及一种螺旋槽的加工方法。

背景技术

在现有技术中，对零件的外表面进行自由曲面的加工多在五轴联动加工中心上完成。在加工中通过重点控制、优化刀轴，规划生成合适的刀具轨迹等实现轴类零件自由曲面的加工。刀具轨迹是根据零件几何外型、所选择的加工机床、刀具形状、走刀方式及加工余量等因素进行计算而生成的。具体的刀具轨迹的算法因研究内容及实际加工条件的不同有各种算法。曲面加工中能否生成有效的刀具轨迹直接决定了曲面数控加工的可能性、质量与效率。

发明内容

本发明待解决的问题

对于长轴类螺旋曲面的加工，五轴联动加工中心效率低，四轴联动加工中心却无法实现刀具的旋转及摆动，不能实现刀轴优化，因此较难生成适宜的刀具轨迹，使得在四轴联动的加工中心上加工自由曲面变得困难。因此本发明提供了一种螺旋槽的加工方法，以解决在四轴立式加工中心上无法对曲面上的螺旋槽进行加工的问题。

解决问题的手段

本发明提供了一种螺旋槽的加工方法，所述螺旋槽的宽为w，螺旋槽起点的深度为d1，螺旋槽终点的深度为d2，螺旋槽的长度为L，螺旋槽的爬升角度为β，螺旋槽表面的设计尺寸公差带上下偏差为h，在四轴立式加工中心上，对轴类零件的外表面进行所述螺旋槽的加工，其中，所述刀具的刀轴绕切触点向进给方向转动角度β’，所述刀具的半径R满足：R≤h/sinβ，其中2R≤w，刀具的刀轴绕切触点向进给方向转动角度β’与螺旋槽的爬升角度β相等。

进一步地，先加工螺旋槽的中部，直至螺旋槽的宽达w1，螺旋槽的起点深度达d1，螺旋槽的终点深度达d2，螺旋槽的长度为L；然后分别加工螺旋槽的左右两侧，直至螺旋槽的宽达w，螺旋槽的起点深度达d1，螺旋槽的终点深度达d2，螺旋槽的长度为L，其中，2R≤w1≤w。

进一步地，所述加工方法包括粗加工和精加工，在所述粗加工中，使用满足刀具半径R1的刀具加工螺旋槽的中部直至螺旋槽的宽达w1，螺旋槽的起点深度达d1，螺旋槽的终点深度达d2，螺旋槽的长度达L；在所述精加工中，使用满足刀具半径R2的刀具加工螺旋槽的左右两侧，直至螺旋槽的宽达w，螺旋槽的起点深度达d1，螺旋槽的终点深度达d2，螺旋槽的长度达L，其中所述粗加工完成后，螺旋槽表面的设计尺寸公差带上下偏差为h1，所使用的刀具的半径R1满足R1≤h1/sinβ；所述精加工所使用的刀具的半径R2满足R2≤h/sinβ；2R2≤2R1≤w1≤w。

进一步地，所述粗加工留给精加工的加工余量满足0.01≤h1-h≤0.7。

进一步地，所述螺旋槽相对于所述轴类零件的外表面上的平行于所述零件的轴线的直线的夹角为α，所述刀具绕切触点在刀具底面所在的平面偏转角度α’，其中，所述螺旋槽相对于所述轴类零件的外表面上的平行于所述零件的轴线的直线的夹角α与所述刀具绕切触点在刀具底面所在的平面偏转角度α’相等。

进一步地，在对所述螺旋槽进行加工时，在一次走刀过程中，所述刀具的切削深度逐渐增加。

进一步地，所述螺旋槽的爬升角度为0°≤β≤15°。

进一步地，所述刀具为平底立铣刀。