螺纹螺旋铣削加工方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108890048A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810810873.7(22)申请日2018.07.23(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘27号(72)发明人胡自化李众陈小告秦长江毛美姣宋铁军(74)专利代理机构深圳精智联合知识产权代理有限公司44393代理人夏声平(51)Int.Cl.B23G1/02(2006.01)B23G5/18(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称螺纹螺旋铣削加工方法及装置(57)摘要本发明实施例公开了螺纹螺旋铣削加工方法以及装置。所述螺纹螺旋铣削加工方法及装置综合考虑螺纹铣刀牙型轮廓和螺纹铣刀加工运动轨迹等因素，通过根据待加工的螺纹的牙型轮廓推出螺纹铣刀的牙型轮廓，并根据一种螺纹铣刀的加工运动轨迹加工非对称螺纹，对减少螺纹铣削加工中的干涉有明显的效果，且方法简单、通用性强。利用所述加工方法可以保证每相邻的两个运动导程之间可以精确衔接，有效地减少螺纹高速铣削加工中的干涉，实现高加工精度、高成品率和高生产效率。CN108890048ACN108890048A权利要求书1/3页1.一种螺纹螺旋铣削加工方法，其特征在于，包括：获取螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式、且所述螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式与基于目标螺纹参数的非对称螺纹的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式相对应，其中所述目标螺纹参参数包含螺纹大径、螺距、螺纹牙厚、螺纹槽宽和牙型两侧角；根据所述目标螺纹参数的取值，得到所述螺纹铣刀的目标参数的取值；将所述目标参数的取值代入所述螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式，得到所述螺纹铣刀的牙型轮廓；安装固定具有所述牙型轮廓的所述螺纹铣刀、并将所述螺纹铣刀推进到待加工孔的落刀点，其中所述落刀点位于所述待加工孔的轴向方向上深于螺纹起始点的位置；控制所述螺纹铣刀按照螺旋线轨迹螺旋旋转一周、在所述待加工孔的侧壁上铣出一个导程的螺纹，再将所述螺纹铣刀沿所述待加工孔的径向方向退回到所述待加工孔的孔心处；控制退回到所述待加工孔的孔心处的所述螺纹铣刀沿所述待加工孔的轴向方向向上运动一个指定高度、并使所述螺纹铣刀的刀尖与前一个导程的螺纹的轨迹结束点吻合以加工下一个导程的螺纹，其中所述指定高度满足表达式：H＝(N-1)P-P/4，H为所述指定高度，N为所述螺纹铣刀的轴向牙型数量。2.一种螺纹螺旋铣削加工方法，其特征在于，包括步骤：(a)利用对应目标螺纹参数的螺纹铣刀牙型轮廓数学模型和所述目标螺纹参数的取值，确定螺纹铣刀的牙型轮廓；(b)将具有所述牙型轮廓的所述螺纹铣刀推进到待加工孔的落刀点，其中所述落刀点相对于螺纹起始点在所述待加工孔的轴向方向上具有非零轴向距离；(c)利用所述螺纹铣刀在所述待加工孔中加工出具有目标数量螺距的非对称螺纹，具体包括：控制所述螺纹铣刀按照螺旋线轨迹螺旋旋转一周、在所述待加工孔的侧壁上铣出一个导程的螺纹，再将所述螺纹铣刀沿所述待加工孔的径向方向退回到所述待加工孔的孔心处；控制退回到所述待加工孔的孔心处的所述螺纹铣刀沿所述待加工孔的轴向方向运动一个指定高度、并使所述螺纹铣刀的刀尖与前一个导程的螺纹的轨迹结束点吻合以加工下一个导程的螺纹；以及(d)在加工出具有目标数量螺距的非对称螺纹后，从所述待加工孔中退出所述螺纹铣刀。3.如权利要求2所述的螺纹螺旋铣削加工方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述目标螺纹参数包含螺纹大径、螺距、螺纹牙厚、螺纹槽宽和牙型两侧角。4.如权利要求2或3所述的螺纹螺旋铣削加工方法，其特征在于，步骤(a)包括：获取所述螺纹铣刀牙型轮廓数学模型，其中所述螺纹铣刀牙型轮廓数学模型包含螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式、且所述螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式与基于所述目标螺纹参数的螺纹牙型轮廓数学模型所包含的非对称螺纹的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式相对应；2CN108890048A权利要求书2/3页根据所述目标螺纹参数的取值，得到所述螺纹铣刀的目标参数的取值；将所述目标参数的取值代入所述螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式，得到所述螺纹铣刀的牙型轮廓。5.如权利要求4所述的螺纹螺旋铣削加工方法，其特征在于，所述螺纹铣刀的牙型轮廓上多个特征点的坐标计算公式包括：TTPm1＝[Pm1r,Pm1z]＝[(Dm-1.5Pm)/2,0],TPm2＝[Pm2r,Pm2z]＝[(Dm-1.5Pm)/2,(-0.375Pm+(Lcm-0.375Pmcotα1)tanα2)/(tanα1+tanTα2)],TTPm3＝[Pm3r,Pm3z]＝[Dm/2,(0.375Pm+(Lcm