[发明专利]一种加工偏心轴空刀槽的刀具及方法

说明书

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种加工偏心轴空刀的刀具及方法；所述的加工偏心轴空刀的刀具的刀头有效形状为非标准形状，分为：第一圆弧段、第一直线段、第二圆弧段、第二直线段；利用本发明的加工偏心轴空刀的刀具的加工方法，偏心轴内孔和偏心轴外空刀槽一次加工完成，减少了车削多次装夹定位和找正引入的误差，极大提高了加工精度。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种加工偏心轴空刀槽的刀具及方法。

背景技术

偏心轴部位空刀示意图如图1和图2所示。目前，传统加工偏心轴部位空刀方法通常采用三种加工方式，第一种为提订专用的大型偏心夹具，加工前在加工中心上先镗正内孔，然后在偏心夹具上通过数控车床进行加工；这种方法需要进行多次的偏心轴装、卸和找正，操作复杂，劳动强度大，找正等生产准备时间长，同时对找正的内孔位置精度要求高；夹具的定位精度、多次装夹找正的精度、加工精度等公差累计，会导致最终加工精度较低。

第二种是直接在加工中心上同偏心轴内孔一同加工，但由于原来的刀具设计方案不合理，直接应用成型的棒铣刀，刀杆直径极细，长径比过大，远超过刀具正常加工刚性，刀具振颤严重，刚一接触就发生刀具折断，即使能够勉强加工，加工表面质量极差，振纹明显，精度和表面质量无法保证，应用该方式无法实现正常加工；棒铣刀线速度较低，在中心部位线速度为零；加工效率低，路径长；由于棒铣刀需大量分层，并且绕偏心轴外径多次加工，路径长，效率低；刀具刚性过低，无法应用更高的切削速度，抑制效率的进一步提高。

第三种在五轴加工中心上，应用球头铣刀，能够缩短刀具，提高刚性。但需要占用高精五轴设备，成本高。需编制五轴联动程序进行大量点位拟合，多轴方式会导致加工精度降低；受偏心轴之间空间位置限制，五轴倾斜角度受限，无法获得较好的切削倾角；应用五轴设备加工成本高；同时应用指状铣刀线速度受限，表面质量和加工精度很难保证。

发明内容

本发明的目的是：设计一种加工偏心轴空刀槽的刀具及方法，以解决目前加工方法中的成本高、效率低、精度差的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种加工偏心轴空刀槽的刀具，所述的加工偏心轴空刀槽的刀具的刀头有效形状为非标准形状，依次分为：第一圆弧段、第一直线段、第二圆弧段、第二直线段。

所述的第一圆弧段1的圆弧半径U计算公式为：

U＝M；其中，M为偏心轴径向空刀圆弧。

所述的第一直线段的长度E计算公式为：

其中，R为偏心轴端面空刀圆弧，B为偏心轴径向空刀深度，C为偏心轴端面空刀深度，W为空刀上圆弧与偏心轴外径交点至空刀端面距离，M为偏心轴径向空刀圆弧。

所述的第二圆弧段的圆弧半径G计算公式为：

G＝R-B-N；其中，R为偏心轴端面空刀圆弧，B为偏心轴径向空刀深度，N为刀具与工件间隙。

所述的第二直线段的与平面夹角角度S计算公式为:

S≥Q＝arccos(1-C/R)；其中，Q为端面空刀圆弧与端面交点切线与端面之间角度，C为偏心轴端面空刀深度，R为偏心轴端面空刀圆弧。

所述的刀具直径T的计算公式为：

T＝A+2*N；其中A为偏心轴外径，N为刀具与工件间隙。

一种利用所述的加工偏心轴空刀槽的刀具进行加工偏心轴空刀槽的方法，所述的加工方法为偏心轴端面空刀圆弧通过刀具圆弧采用将圆弧分成多段的方式与径向空刀通过成型圆弧插补加工的方式相结合的加工方法。

所述的加工偏心轴空刀槽的方法具体步骤如下：