[发明专利]用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺

说明书

本发明属于机械加工领域，涉及一种用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺，用于加工轴向均布内球面槽的刀具包括成型刀头、刀杆以及螺钉；刀杆上设置有圆柱孔以及螺纹孔；成型刀头设置在刀杆的圆柱孔中；螺钉设置在刀杆的螺纹孔中并挤压在成型刀头上；成型刀头伸出刀杆的长度是待加工球面槽的圆球半径的1.5‑2倍；成型刀头伸出刀杆的部分整体呈鱼鳍状；成型刀头伸出刀杆的部分的截面呈字母n型。本发明提供了一种和专用机床附件角度动力头与设备匹配通用性好、便于对轴向均布内球面槽加工的用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺。

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种用于加工槽体的刀具及加工方法，尤其涉及一种用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺。

背景技术

如图1所示，某薄壁零件内孔表面有4处轴向均布内球面槽，该槽横截面为圆弧形状，沿轴向长度方向未完全贯通，且未贯通处为球面形状。对于该类型轴向均布内球面槽，目前常见的有以下几种加工方法：

1)在插床上通过专用成型插刀加工内圆弧槽，通过专用夹具分度实现均布，缺点是无法实现沿轴向长度方向未完全贯通的均布内球面槽的加工，且夹具分度的精度较低。

2)在立式加工中心上使用专用机床附件角度动力头进行加工，角度动力头结构是利用一对成90°的锥齿轮，将主轴的旋转方向由垂直方向转换为水平方向，通过球面铣刀的水平方向旋转和沿水平方向及垂直方向的进给，以及主轴的定向和分度功能，实现轴向均布内球面槽的加工。优点是可选择标准的球面铣刀进行加工；缺点是专用机床附件角度动力头的通用性较差，必需由机床厂家定制，且设计和制造成本较高(通常在20万左右)。

3)在车削中心上使用专用机床附件角度动力头完成加工，角度动力头结构是利用两对成90°的锥齿轮，将刀具的切削方向旋转180°，使用球面铣刀沿径向旋转，和沿径向及轴向进给，实现轴向均布内球面槽的加工。优点是可选择标准的球面铣刀进行加工；缺点是首先专用机床附件角度动力头外伸杆太长，加工刚性较差，零件加工质量不稳定；其次角度动力头属于专用机床附件，在不同型号的车削中心上的通用性较差；最后角度动力头必需由机床厂家定制，设计和制造成本较高(通常在20万左右)。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种和专用机床附件角度动力头与设备匹配通用性好、便于对轴向均布内球面槽加工的用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于加工轴向均布内球面槽的刀具，其特征在于：所述用于加工轴向均布内球面槽的刀具包括成型刀头、刀杆以及螺钉；所述刀杆上设置有圆柱孔以及螺纹孔；所述成型刀头设置在刀杆的圆柱孔中；所述螺钉设置在刀杆的螺纹孔中并挤压在成型刀头上；所述成型刀头伸出刀杆的长度是待加工球面槽的圆球半径的1.5-2倍；所述成型刀头伸出刀杆的部分整体呈鱼鳍状；所述成型刀头伸出刀杆的部分的截面呈字母n型。

上述成型刀头包括切削部件以及与切削部件相连的装夹部件；所述切削部件包括切削刃；所述切削部件整体呈鱼鳍状；所述切削刃的截面呈字母n型且与待切削的轴向内球面槽的球面外形及尺寸相匹配；所述装夹部件设置在刀杆的圆柱孔中并通过螺钉固定。

上述装夹部件包括圆柱杆以及设置在圆柱杆上的定向平面；所述圆柱杆设置在刀杆的圆柱孔中；所述螺钉挤压在定向平面上；所述定向平面与待切削零件的切削平面平行。

上述刀杆包括刀杆本体以及设置在刀杆本体的装夹定向平面；所述圆柱孔以及螺纹孔分别设在刀杆本体上。

一种基于如前所述的加工轴向均布内球面槽的刀具对轴向内球面槽的加工工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：

1)将待加工的零件夹持在车床主轴卡盘的软三爪上，通过数控编程指令将主轴定向为0°，机床主轴固定不旋转；