[发明专利]一种减少螺纹铣削加工干涉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减少螺纹铣削加工干涉的方法，特别是针对大螺距、大直径螺纹的数控铣削加工。

背景技术

螺纹连接作为机械设备中最常用的一种连接方式，其性能的优劣直接影响到机械设备的使用寿命。传统的螺纹车削和丝锥、板牙加工效率低、切削力大，难以适应大型精密螺纹的制造需求。而随着螺纹数控铣削的出现，很好的弥补了传统螺纹加工方法的不足，螺纹铣削加工与其它加工螺纹的方式相比，加工效率高、适用性好，发生断刃时容易将其移除，因此被广泛应用。

螺纹铣削加工是刀具一边随机床主轴回转，一边沿工件回转中心开展切削运动，同时进行轴向运动。在螺纹铣削加工过程中，因螺纹铣刀牙型不符合目标曲面而产生干涉，从而极大地影响螺纹加工的精度，因此若能够得到一种减少螺纹铣削加工干涉的方法，将极大地提高加工精度，扩大螺纹铣削应用范围，降低高精度的螺纹生产成本。

减少螺纹铣削加工干涉的方法是提高螺纹精度的一个重要研究方向，现有主要分为两类：一类是通过优化螺纹铣削工艺的方法来减少加工中产生的干涉，国内主要是研究这一类，但在实际生产中，许多企业希望在原有工艺上提高螺纹生产精度，因此该类方法在后期螺纹铣削优化中使用甚少；另一类是通过优化铣刀牙型来减少螺纹铣削加工中产生的干涉，很适用于在原有工艺不变的情况下，提高螺纹精度，国内在这类研究较少，国外研究有一定的研究，如文献1《螺纹铣削加工过程中的干涉建模》(Fromentin G, Poulachon G. Modeling of interferences during thread milling operation[J]. Adv Manuf Tech 2010，49(1) 41-51.）提出了通过优化铣刀轮廓和减小铣刀直径来减少螺纹铣削加工中的干涉，但其过程复杂、计算大，不利于推广应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种减少螺纹铣削加工干涉的方法,该方法能够保证螺纹实际铣削过程中产生的干涉值在干涉公差范围内，并且使得螺纹实际牙型最优。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种减少螺纹铣削加工干涉的方法，包括以下步骤：

步骤1）利用螺纹和铣刀基本参数建立理论螺纹牙型和实际螺纹牙型的数学模型；

步骤2）通过对理论螺纹牙型和实际螺纹牙型进行比较，建立螺纹铣削加工中干涉值的计算模型；

步骤3）利用最大干涉值得到螺纹铣刀牙型动态调整的迭代算法，优化螺纹铣刀牙型的六个特征点；

步骤4）利用优化后的六个特征点生成理想的螺纹铣刀牙型。

所述步骤1中，利用螺纹和铣刀基本参数建立理论螺纹牙型和实际螺纹牙型的数学模型，包括以下内容：

1）公称螺纹牙型数学模型建立，主要包括以下步骤；

根据螺纹大径D和螺纹螺距P，计算螺纹小径D₁、螺纹中径D₂；

计算螺纹牙型六个坐标点P_tj=(P_tjr,P_tjz)：

P_t1=(P_t1r,P_t1z)=(D₁/2,0)，

P_t2=(P_t2r,P_t2z)=(D₁/2,(P/2+△r₁tan(α₁))cot(α₂)/(cot(α₁)+cot(α₂))-△r₁)，