一種外伸空心圓柱曲面加工方法及球銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種外伸空心圓柱曲面加工 方法及加工過程中所使用的特制球銑刀。
【背景技術(shù)】
[0002] 薄壁工件由于其重量輕、成本低而且結(jié)構(gòu)緊湊現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
[0003] 目前，薄壁件的加工一直是困擾機(jī)加工行業(yè)的難題。原因是薄壁件剛性差，強(qiáng)度 弱，在加工過程中由于受到夾緊力、熱、震動(dòng)等因素影響而產(chǎn)生變形，使工件加工精度更難 以保證。特別像輕型薄壁帶外伸空心圓柱曲面的鋁板工件精密加工時(shí)，加工穩(wěn)定性很差。由 于圓柱殼體的頂部帶有外伸的圓環(huán)，采用普通的三軸立式機(jī)床的加工，由于通用的球銑刀 具不能伸到圓環(huán)所擋住的位置，所以通常此零件需要采用三次裝夾才能加工完成，既耽誤 時(shí)間又影響加工精度。如果采用更高檔的四軸或五軸機(jī)床加工，盡管裝夾次數(shù)可以減少，但 一般企業(yè)難以承受采用高檔機(jī)床加工零件所需的高費(fèi)用。
[0004] 同時(shí)，由于通用的球銑刀具其刀桿直徑和球頭直徑一樣，在加工時(shí)刀具不能伸到 外伸圓環(huán)所擋住的圓臺(tái)曲面，需要有三次加裝。最后一次加工圓臺(tái)曲面時(shí)需要把工件立起 來進(jìn)行裝夾，裝夾示意圖如圖5所示，該方案中所需刀具長(zhǎng)度大，由于刀具長(zhǎng)度較大，降低 了刀具加工過程中的剛性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種使用普通的三軸立 式機(jī)床的加工，能夠減少裝夾次數(shù)，提高加工效率和加工穩(wěn)定性的外伸空心圓柱曲面加工 方法。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種適于上述加工方法的球銑刀。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：
[0008] 一種外伸空心圓柱曲面的加工方法，所加工的曲面由下向上依次為圓臺(tái)曲面、圓 柱面和兩個(gè)外伸圓環(huán)，所述兩個(gè)外伸圓環(huán)之間為圓形凹槽；該加工方法包括下述步驟：
[0009] (1)粗加工：將長(zhǎng)方體毛坯料用平口鉗夾住，對(duì)于沒有精度要求的加工面直接銑 削到尺寸，對(duì)于有精度要求的加工面單邊留量為0. 3_，選用直徑為12_的球銑刀，切削深 度為0. 3mm，進(jìn)給速率為1500mm/min，主軸轉(zhuǎn)速3000rpm ;
[0010] (2)精加工：將經(jīng)過步驟（1)加工后的工件通過邊沿處的固定螺釘與加工胎具夾 緊定位，具體精加工步驟為：
[0011] ①采用T形銑刀半精加工所述圓形凹槽、圓柱面和圓臺(tái)曲面：所選T形銑刀直徑T 刀具=20mm, T形銑刀刀桿直徑為IOmm,單邊伸出量T伸=5mm，單邊伸出尺寸與刀具直徑的 關(guān)系為：T伸：T刀具彡1:2 ;銑刀刀刃高度4mm,銑刀轉(zhuǎn)速2500r/min,進(jìn)給速率為400mm/min， 圓柱面和圓形凹槽的單邊余量均為0. 15mm，所述圓臺(tái)曲面的加工余量為0. 12mm ;
[0012] ②采用T形銑刀精加工圓形凹槽、圓柱面和圓臺(tái)曲面：所選T形銑刀的參數(shù)與步驟 ①相同，所選T形銑刀轉(zhuǎn)速4000r/min,進(jìn)給速率為300mm/min，加工圓形凹槽和圓柱面余量 為0_，即加工到位，而圓臺(tái)曲面單邊余量為0. 08mm ;
[0013] ③采用特制球銑刀精加工圓臺(tái)曲面：所述特制球銑刀包括刀桿夾持部、刀桿和球 頭，所述刀桿的直徑小于所述刀桿夾持部和球頭的直徑，所述刀桿的直徑與球頭直徑的差 值大于被加工工件外伸圓環(huán)的寬度，所述球頭為半圓的鼓形；所述特制球銑刀加工參數(shù)為： 轉(zhuǎn)速5000r/min,進(jìn)給速率為300mm/min,最小切削長(zhǎng)度為0.1 mm ;在生成步驟③精加工的 數(shù)控程序時(shí)，所述特制球銑刀的刀刃長(zhǎng)度設(shè)置為4_。
[0014] 所述外伸空心圓柱曲面尺寸如下：外伸總高度Hl的范圍為0〈Hl〈200mm，外伸突出 部分高度H2的范圍為0〈H2〈150mm，外伸單邊尺寸Bl的范圍為0〈Bl〈10mm ;所選刀具直徑 D1，其比值 BI :D1 彡 1:2, H2 = H1S 1:2。
[0015] -種上述的加工方法所使用的球銑刀，包括刀桿夾持部、刀桿和球頭，所述刀桿的 直徑小于所述球頭的直徑，所述刀桿的直徑與球頭直徑的差值大于被加工工件外伸圓環(huán)的 寬度，所述球頭為半圓的鼓形。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 1、本發(fā)明的加工方法采用T形銑刀和特制球銑刀加工圓形凹槽、圓柱面和圓臺(tái)曲 面，可在一次裝夾中把外伸空心圓柱面加工完成，減少了裝夾次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率，降低 了生產(chǎn)成本。
[0018] 2、本發(fā)明的加工方法減少了工件立起來加工的過程，減少了刀具伸出刀柄的長(zhǎng) 度，能有效提高刀具加工過程中的剛性，有利于控制薄壁工件加工的變形，保證了工件的加 工質(zhì)量。
[0019] 3、本發(fā)明的加工方法，在精加工時(shí)，利用特制的球銑刀，便于在一次裝夾中，對(duì) 復(fù)雜圓臺(tái)曲面進(jìn)行精加工，其轉(zhuǎn)速5000r/min,進(jìn)給速率為300mm/min,最小切削長(zhǎng)度為 0. 1mm，一次裝夾完成粗精加工，提高了工件的加工效率和加工精度的穩(wěn)定性。
[0020] 4、本發(fā)明的球銑刀的刀桿直徑小于球頭直徑，在加工帶外伸曲面的工件時(shí)，可以 使用普通的三軸立式機(jī)床的加工，在一次裝夾中把外伸曲面加工完成，減少了裝夾次數(shù)，提 高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0021] 圖1所示為本發(fā)明特制的球銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2所不為工件外伸圓柱曲面加工裝夾的不意圖；
[0023] 圖3所不為特制的球鐵刀精加工圓臺(tái)曲面不意圖；
[0024] 圖4所示為外伸空心圓柱曲面尺寸示意圖；
[0025] 圖5所示為現(xiàn)有技術(shù)的加工方法中工件立起來加工的裝夾方案示意圖。
[0026] 圖中：1.球頭，2.刀桿，3.刀桿夾持部，4.胎具，5.工件，6.圓臺(tái)曲面，7.圓柱 面，8.圓形凹槽，9.外伸圓環(huán)，10.圓臺(tái)曲面加工刀軌。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028] 本發(fā)明的加工方法采用特制的球銑刀，其示意圖如圖1所示，包括刀桿夾持部3、 刀桿2和球頭1，所述刀桿2的直徑小于所述球頭1的直徑，所述刀桿2的直徑與球頭1直 徑的差值大于被加工工件外伸圓環(huán)的寬度。所述球頭1為半圓的鼓形。
[0029] 以下以具體工件為實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 本實(shí)施例的工件5有一個(gè)突出的空心圓柱曲面，其示意圖如圖4所示，其尺