CN103286389A

CN103286389A - 高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法

Info

Publication number: CN103286389A
Application number: CN2013102247555A
Authority: CN
Inventors: 徐楠; 姚连波; 王钟起; 吴艳青; 张世军
Original assignee: CNNC Tianjin Technology Development Co Ltd
Current assignee: CNNC Tianjin Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: CN103286389B

Abstract

本发明公开一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法，其装置包括中间空心的刀体，刀体由刀具安装部和装夹部组成，在装夹部上形成互相连通的装夹刀具的方孔和固定刀具的螺孔，还包括带端齿顶尖，带端齿顶尖包括中空的顶尖体，在顶尖体的一端形成固定螺孔，在顶尖体的另一端形成直径小于顶尖体的直径的定位圆凸起，在定位圆凸起的外周围的顶尖体上形成一圆周均布的端齿。其方法包括以下步骤：（i）开始、（ⅱ）粗车外圆、（ⅲ）粗车螺纹、（ⅳ）半精车螺纹、（ⅴ）精车螺纹、（ⅵ）精车外圆和（ⅶ）结束；本发明提大幅度提高多头深槽型螺纹的加工效率和螺旋的表面质量。

Description

高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法

技术领域

本发明属于一种零件外螺纹的加工装置及加工方法，具体涉及一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法。

背景技术

在工业生产中，多头（三头以上）大导程（大于30mm）深槽（大于3mm）型外螺纹的加工效率是加工中的难点，由于螺旋槽的导程较大，主轴转速较高时切削螺纹的进给速度大，一般的数控车床最大进给速度不能满足其大进给速度的要求。一般螺旋槽车削工艺是在数控车床上通过较低的主轴转速利用一把螺纹成型刀多刀分头切削而成。所以加工效率很低。目前，加工外螺纹比较先进高效的方法为旋风铣，但主要是用在普通车床上的旋风铣头，数控旋风铣设备很少，技术不成熟。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法。

本发明的技术方案是：一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置，包括中间空心的刀体，刀体由刀具安装部和装夹部组成，在装夹部上形成互相连通的装夹刀具的方孔和固定刀具的螺孔，方孔的中心线与垂线形成的螺旋升角为α角。

还包括带端齿顶尖，带端齿顶尖包括中空的顶尖体，在顶尖体的一端形成固定螺孔，在顶尖体的另一端形成直径小于顶尖体的直径的定位圆凸起，在定位圆凸起的外周围的顶尖体上形成一圆周均布的端齿，在顶尖体内腔的异径连接处形成锥孔。

所述的螺旋升角α的角度根据以下公式计算：

tanα=

其中α为螺旋升角，P为导程，d为螺纹中径；

所述的锥孔的圆锥角为60度。

一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工方法，包括以下步骤：

（i）开始

将毛坯工件以两端顶紧的方式装夹到数控车床上，机床三爪卡盘夹紧梅花顶尖，带端齿顶尖与机床顶尖连接固定，（S1）；

（ⅱ）粗车外圆

用普通车刀车去毛坯工件的外层锈皮（S2）；

（ⅲ）粗车螺纹

利用硬质合金螺纹成型刀高速车削粗车多头螺纹，切削速度为200r/min，切削深度为：前七次切削每刀深为0.3mm,后六次切削每刀深为0.2mm,提高加工效率，并为金刚石螺纹精车刀具留有一定的精车留量（S3）；

（ⅳ）半精车螺纹

利用金刚石螺纹成型刀半精车多头螺纹，切削速度为200r/min，切削深度为：四次切削每刀深为0.15mm,提高螺旋槽表面质量（S4）；

（ⅴ精车螺纹

利用金刚石螺纹成型刀精车多头螺纹，切削速度200r/min，切削深度为：前一次切削每刀深为0.10mm,后二次切削每刀深为0.05mm,进一步提高螺旋槽表面质量（S5）；

（ⅵ）精车外圆

用普通车刀精车工件外圆，达到要求的尺寸精度（S6）；

（ⅶ）结束

工作完成后，卸下加工好的工件（S7）。

所述的硬质合金螺纹成型刀和金刚石螺纹成型刀两者外形和尺寸相同，仅是刀头的材料不同，硬质合金螺纹成型刀的刀头材料为硬质合金，金刚石螺纹成型刀的刀头材料为金刚石。

本发明提采用粗、精两把螺纹车刀在高速车削中的换刀连续车削多头螺纹不乱扣的加工装置及方法，大幅度提高多头深槽型螺纹的加工效率，提高了螺旋的表面质量。

附图说明

图1 是本发明的螺旋槽刀体的主视图；

图2 是图1中沿A-A线的剖面图；

图3 是图2中沿B-B线的剖面图；

图4 是本发明的装夹方式示意图；

图5 是本发明的带端齿顶尖结构图；

图6 是本发明的加工方法的程序图。

其中：

1 刀体 2 刀具安装部

3 装夹部 4 方孔

5 螺孔 6 带端齿顶尖

7 梅花顶尖 8 顶尖体

9 固定螺孔 10 定位圆凸起

11 端齿 12 锥孔

13 毛坯工件。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置及加工方法进行详细说明：

如图1～5所示，一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置，包括中间空心的刀体1，刀体1由刀具安装部2和装夹部3组成，在装夹部3上加工出互相连通的装夹刀具的方孔4和固定刀具的螺孔5，方孔4的中心线与垂线形成的螺旋升角为α角，α角的度数可根据以下公式计算：

tanα=

其中α为螺旋升角，P为导程，d为螺纹中径；

本发明的装置还包括带端齿顶尖6，带端齿顶尖6包括中空的顶尖体8，在顶尖体8的一端形成固定螺孔9，在顶尖体8的另一端形成直径小于顶尖体8的直径的定位圆凸起10，在定位圆凸起10的外周围的顶尖体8上形成一圈端齿11。在顶尖体8内腔的异径连接处形成60度的锥孔12。

如图6所示，一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工方法，包括以下步骤：

（i）开始

将毛坯工件13按图4的方式装夹，即机床三爪卡盘夹紧梅花顶尖7，带端齿顶尖6与机床顶尖连接固定，将毛坯以两端顶紧的方式装夹到数控车床上（S1）；

（ⅱ）粗车外圆

首先，用普通车刀车去毛坯工件13的外层锈皮（S2）；

（ⅲ）粗车螺纹

然后，利用硬质合金螺纹成型刀粗车多头螺纹，高速车削如车削速度为S=200r/min，切削深度为：前七刀每刀深为0.3mm,后六刀每刀深为0.2mm,提高加工效率，并为金刚石螺纹精车刀具留有一定的精车留量（S3）；

（ⅳ）半精车螺纹

然后，利用金刚石螺纹成型刀半精车螺纹，削速度为S=200r/min，切削深度为：四刀每刀深为0.15mm,提高螺旋槽表面质量（S4）；

（ⅴ）精车螺纹

然后，利用金刚石螺纹成型刀精车螺纹，削速度为S=200r/min，切削深度为：前一刀每刀深为0.10mm,后二刀每刀深为0.05mm,进一步提高螺旋槽表面质量（S5）；

（ⅵ）精车外圆

然后，用普通车刀精车去工件外圆，达到要求的尺寸精度（S6）；

（ⅶ）结束

工作完成后，卸下加工好的工件（S7）。

Claims

1.一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置，包括中间空心的刀体（1），其特征在于：所述的刀体（1）由刀具安装部（2）和装夹部（3）组成，在装夹部（3）上形成互相连通的装夹刀具的方孔（4）和固定刀具的螺孔（5），方孔（4）的中心线与垂线形成的螺旋升角为α角，还包括带端齿顶尖（6），带端齿顶尖（6）包括中空的顶尖体（8），在顶尖体（8）的一端形成固定螺孔（9），在顶尖体（8）的另一端形成直径小于顶尖体（8）的直径的定位圆凸起（10），在定位圆凸起（10）的外周围的顶尖体（8）上形成一圆周均布的端齿（11），在顶尖体（8）内腔的异径连接处形成锥孔（12）。

2.根据权利要求1所述的一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置，其特征在于：所述的螺旋升角α的角度根据以下公式计算：

tanα=

Figure 2013102247555100001DEST_PATH_IMAGE001

其中α为螺旋升角，P为导程，d为螺纹中径。

3.根据权利要求1所述的一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工装置，其特征在于：所述的锥孔（12）的圆锥角为60度。

4.按照权利要求1所述的一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹加工装置的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（i）开始

将毛坯工件（13）以两端顶紧的方式装夹到数控车床上，机床三爪卡盘夹紧梅花顶尖（7），带端齿顶尖（6）与机床顶尖连接固定，（S1）；

（ⅱ）粗车外圆

首先，用普通车刀车去毛坯工件（13）的外层锈皮（S2）；

（ⅲ）粗车螺纹

然后，利用硬质合金螺纹成型刀高速车削粗车多头螺纹，切削速度为200r/min，切削深度为：前七次切削每刀深为0.3mm,后六次切削每刀深为0.2mm,提高加工效率，并为金刚石螺纹精车刀具留有一定的精车留量（S3）；

（ⅳ）半精车螺纹

然后，利用金刚石螺纹成型刀半精车多头螺纹，切削速度为200r/min，切削深度为：四次切削每刀深为0.15mm,提高螺旋槽表面质量（S4）；

（ⅴ精车螺纹

然后，利用金刚石螺纹成型刀精车多头螺纹，切削速度200r/min，切削深度为：前一次切削每刀深为0.10mm,后二次切削每刀深为0.05mm,进一步提高螺旋槽表面质量（S5）；

（ⅵ）精车外圆

最后，用普通车刀精车工件外圆，达到要求的尺寸精度（S6）；

（ⅶ）结束

工作完成后，卸下加工好的工件（S7）。

5. 根据权利要求4所述的一种高速车削多头大导程深槽型外螺纹的加工方法，其特征在于：所述的硬质合金螺纹成型刀和金刚石螺纹成型刀两者外形和尺寸相同，仅是刀头的材料不同，硬质合金螺纹成型刀的刀头材料为硬质合金，金刚石螺纹成型刀的刀头材料为金刚石。