窄深槽臺階式分層銑削法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種窄深槽臺階式分層銑削法，主要用于有窄深槽類結(jié)構(gòu)零件的分層粗加工。
【背景技術(shù)】
[0002]開窄深槽時(shí)采用臺階式分層的加工方法，技術(shù)優(yōu)勢尤為顯著。目前，一般的工程技術(shù)人員對于窄深槽類結(jié)構(gòu)在編制數(shù)控粗加工程序時(shí)，簡單的編程方案有兩種:一種是只進(jìn)行軸向分層，開出槽寬與刀具直徑相同的槽口；另一種是先徑向分層再軸向分層，開出比刀具直徑大的更接近零件最終尺寸的槽口。但是這兩種方法各有弊端:1、只軸向分層的弊端，往往刀具直徑與槽口最終尺寸的差值不適合作為精加工余量，造成精加工效率低；因加工后槽口寬理論上刀具直徑相同，當(dāng)零件發(fā)生讓刀時(shí)，槽寬小于刀桿直徑，無切削刃的刀桿部分在加工較深部位時(shí)會與零件側(cè)壁產(chǎn)生擠壓，甚至導(dǎo)致刀具折斷。因加工后槽口寬理論上與刀具直徑相同，短刃刀具的排肩效果不好，如果選擇長刃刀具又會造成刃長浪費(fèi)，且刀具強(qiáng)度更低。2、徑向軸向均分層的弊端，刀具在徑向分層時(shí)，第二刀非徑向滿刀加工，相對第一刀的徑向滿刀加工刀具受力不均，切削過程相對不穩(wěn)定，對刀具的壽命不利;與只軸向分層相比，加工路徑要長一倍，加工效率太低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種窄深槽臺階式分層銑削法，改變傳統(tǒng)加工方法，加工過程中刀具軸向徑向同步分層，形成臺階式的加工軌跡，以與單純的軸向分層相同的切削參數(shù)，加工出徑向軸向同時(shí)分層的槽口狀態(tài)，加工過程中刀具受到的沖擊小，刀具利用率高，加工效率高，對于較深的槽口尤為適用，效率提升明顯，可以廣泛應(yīng)用到有窄深槽類結(jié)構(gòu)零件數(shù)控加工中(包括從板料上切出零件外輪廓)，能顯著提高槽腔的加工效率，提高產(chǎn)品競爭力。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]窄深槽臺階式分層銑削法，包括如下步驟:
[0006]I)確定待加工窄深槽的槽寬W和槽深H，選擇刀具，設(shè)該刀具的直徑為D，確定每次進(jìn)給銑削的切深為Ap，將加工窄深槽分為N層，每層的橫截面為W X Ap的長方形；
[0007]2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，進(jìn)行臺階式分層銑削加工，具體為
[0008]2.1)第一次銑削，加工第一層，靠近槽口的一側(cè)第一層銑削橫截面為D X Ap的長方形；
[0009]2.2)第二次銑削，同時(shí)加工第一層余量和第二層，第二次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口另一側(cè)第一層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第二層為DXAp的長方形；
[0010]2.3)第三次銑削，同時(shí)加工第二層余量和第三層，第三次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口一側(cè)的第二層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第三層為DXAp的長方形；
[0011]2.4)第四次銑削至第N次銑削，加工第三層至第N層，第四次銑削至第N次銑削的橫截面均為L型，只是L型短邊位置交替變換，由槽口的一側(cè)和槽口的另一側(cè)交替變換，即重復(fù)步驟2.2)和2.3);
[0012]2.5)第N+1次銑削，加工第N層余量，第N層余量銑削的橫截面為(W_D) XAp的長方形，完成槽加工。
[0013]所述的窄深槽臺階式分層銑削法，步驟I)中刀具直徑D<槽寬W<2X刀具直徑D。
[0014]所述的窄深槽臺階式分層銑削法，步驟2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，作出用于復(fù)制式編程的基礎(chǔ)程序段，利用復(fù)制式編程指令形成加工路徑，進(jìn)行臺階式分層銑削加工。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明窄深槽臺階式分層銑削法，采用臺階式分層銑削法，與純軸向分層方式相比，槽口余量可控，利于精加工提效，且加工后的槽口比刀具直徑大，不存在研刀桿的情況，排肩條件好;與徑向軸向同時(shí)分層的方式相比，每一刀都是徑向滿刀加工，切削過程平穩(wěn)，刀具壽命長，加工路徑少一半，加工效率可以提高90 %以上，槽越深效率提升越明顯。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例窄深槽臺階式分層銑削法的加工路徑示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]窄深槽臺階式分層銑削法，包括如下步驟:
[0019]I)確定待加工窄深槽的槽寬W和槽深H，選擇刀具，設(shè)該刀具的直徑為D，確定每次進(jìn)給銑削的切深為Ap，將加工槽分為N層，每層的橫截面為W X Ap的長方形;刀具直徑0<槽寬W<2 X刀具直徑D。在不影響進(jìn)給速度的情況下，直徑大的刀具效率更高，由于刀具直徑均參與切削，每層切深不會太深，因此優(yōu)選采用可更換刀頭或刀片形式的刀具，減少刀具損耗。
[0020]2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，作出用于復(fù)制式編程的基礎(chǔ)程序段，利用復(fù)制式編程指令形成加工路徑，進(jìn)行臺階式分層銑削加工，具體為
[0021 ] 2.1)第一次銑削，加工第一層，靠近槽口的一側(cè)在第一層銑削橫截面為DX Ap的長方形；
[0022]2.2)第二次銑削，同時(shí)加工第一層余量和第二層，第二次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口另一側(cè)的第一層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第二層為DX Ap的長方形；
[0023]2.3)第三次銑削，同時(shí)加工第二層余量和第三層，第三次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口一側(cè)的第二層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第三層為DXAp的長方形；
[0024]2.4)第四次銑削至第N次銑削，加工第三層至第N層，銑削的橫截面均為L型，只是L型短邊位置交替變換，由槽口的一側(cè)和槽口的另一側(cè)交替變換，即重復(fù)步驟2.2)和2.3);
[0025]2.5)第N+1次銑削，加工第N層余量，第N層余量銑削的橫截面為(W-D) XAp的長方形，完成槽加工。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，待加工深槽的槽寬為W和槽深為H，采用窄深槽臺階式分層銑削法進(jìn)行加工，具體步驟為:
[0028]I)根據(jù)槽寬W及粗加工留余量情況選擇直徑為D的刀具，根據(jù)粗加工后槽寬W和刀具直徑D，確定切深A(yù)p;將加工槽分為13層，每層的橫截面為W X Ap的長方形。
[0029]2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，作出用于復(fù)制式編程的基礎(chǔ)程序段，利用復(fù)制式編程指令形成加工路徑，進(jìn)行臺階式分層銑削加工，具體為:
[0030]2.1)第一次銑削路徑，加工第I層，靠近槽口的一側(cè)在第I層銑削橫截面為D X Ap的長方形；
[0031]2.2)第二次銑削路徑，同時(shí)加工第I層余量和第2層，第2次銑削路徑的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口另一側(cè)的第I層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第2層為D X Ap的長方形；
[0032]2.3)第三次銑削路徑，同時(shí)加工第2層余量和第3層，第3次銑削路徑的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口一側(cè)的第2層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第3層為D X Ap的長方形；
[0033]2.4)第四次銑削至第十二次銑削，加工第3層至第12層，第四次銑削至第十二次銑削路徑的橫截面均為L型，只是L型短邊位置交替變換，由槽口的一側(cè)和槽口的另一側(cè)交替變換，即重復(fù)步驟2.2)和2.3);
[0034]2.5)第十三次銑削，加工第12層余量，第12層余量銑削的橫截面為(W-D) XAp的長方形，完成槽加工。
[0035]按上述窄深槽臺階式分層銑削法中參數(shù)設(shè)置，推導(dǎo)出各種加工方式下的加工效率如下:
[0036]窄深槽臺階式分層銑削法加工效率Pt= (H/Ap+l);
[0037]純軸向分層銑削法加工效率Pz= l/(H/Ap);
[0038]徑向軸向同時(shí)分層銑削法加工效率Pj= 1/[ (Η/Αρ) X 2];
[0039]由以上公式可知，當(dāng)H較大時(shí)，Pt? Pz ,Pt ? 2Pj?？梢娕_階式分層銑削法繼承了徑向軸向同時(shí)分層銑削法的加工優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，效率提升明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.窄深槽臺階式分層銑削法，其特征在于，包括如下步驟: 1)確定待加工窄深槽的槽寬W和槽深H，選擇刀具，設(shè)該刀具的直徑為D，確定每次進(jìn)給銑削的切深為Ap，將加工窄深槽分為N層，每層的橫截面為W X Ap的長方形； 2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，進(jìn)行臺階式分層銑削加工，具體為 2.1)第一次銑削，加工第一層，靠近槽口的一側(cè)第一層銑削橫截面為D X Ap的長方形； 2.2)第二次銑削，同時(shí)加工第一層余量和第二層，第二次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口另一側(cè)第一層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第二層為DXAp的長方形； 2.3)第三次銑削，同時(shí)加工第二層余量和第三層，第三次銑削的橫截面為L型，該L型短邊為位于槽口一側(cè)的第二層余量為(W-D) XAp的長方形，L型長邊為位于第三層為DXAp的長方形； 2.4)第四次銑削至第N次銑削，加工第三層至第N層，第四次銑削至第N次銑削的橫截面均為L型，只是L型短邊位置交替變換，由槽口的一側(cè)和槽口的另一側(cè)交替變換，即重復(fù)步驟2.2)和2.3); 2.5)第N+1次銑削，加工第N層余量，第N層余量銑削的橫截面為(W-D)X Ap的長方形，完成槽加工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄深槽臺階式分層銑削法，其特征在于，步驟I)中刀具直徑D<槽寬W<2X刀具直徑D。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄深槽臺階式分層銑削法，其特征在于，步驟2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，作出用于復(fù)制式編程的基礎(chǔ)程序段，利用復(fù)制式編程指令形成加工路徑，進(jìn)行臺階式分層銑削加工。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種窄深槽臺階式分層銑削法，步驟：1)確定待加工槽的槽寬W和槽深H，選擇刀具，設(shè)該刀具的直徑為D，確定每次進(jìn)給銑削的切深為Ap，將加工槽分為N層，每層的橫截面為W×Ap的長方形；2)使用編程軟件中的輪廓加工命令，進(jìn)行臺階式分層銑削加工。加工過程中刀具受到的沖擊小，刀具利用率高，加工效率高，對于較深的槽口尤為適用，效率提升明顯，可以廣泛應(yīng)用到有窄深槽類結(jié)構(gòu)零件數(shù)控加工中，能顯著提高槽腔的加工效率，提高產(chǎn)品競爭力。
【IPC分類】B23C3/28
【公開號】CN105562796
【申請?zhí)枴緾N201610159077
【發(fā)明人】卞偉宇
【申請人】沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月18日