[发明专利]一种斜螺旋加工单元、加工设备与加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密机加领域，具体是涉及螺旋加工领域，尤其是涉及一种斜螺旋加工单元、加工设备与加工方法。

背景技术

螺旋铣孔是一项发展较为成熟的加工工艺，刀具通过绕自身轴心的自转、绕公共轴心的公转以及轴线的进给实现螺旋铣削。然而现有的螺旋铣孔设备存在缺陷：现有技术中刀具的端面与待加工工件的表面平行且贴合，故刀具的中心区域也会参与加工，而刀具的中心区域切削速度接近于零，在加工过程此区域不是通过切削的方式去除材料，而是通过挤压的方式去除材料，因此加工质量极差、同时也容易损坏刀具；此外，刀具端面与工件的表面贴合也会影响加工过程中的排屑。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种斜螺旋加工单元，以解决现有技术加工质量差、刀具易损坏、排屑不畅等问题。

本发明还公开了一种应用上述斜螺旋加工单元的斜螺旋加工设备。

本发明还公开了一种斜螺旋加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种斜螺旋加工单元，包括外壳、公转定子、公转转子与驱动装置，其中，公转定子与外壳连接，公转转子与驱动装置连接，以使驱动装置可相对公转转子绕一公共轴心发生公转，驱动装置包括可绕自身轴心发生自转的驱动轴，且驱动轴的自转轴心相对驱动装置的公转轴心倾斜。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括安装座，安装座与外壳的内壁转动连接，公转转子与安装座固定连接，安装座内具有倾斜的安装孔，安装孔的倾角等于自转轴心与公转轴心之间的倾角，驱动装置固定在安装孔内。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括套接在外壳内部的第一套筒，外壳的内壁上设有台阶，公转定子的底部与台阶抵接，第一套筒的底部与公转定子的顶部抵接。

作为上述方案的进一步改进方式，驱动轴可沿自转轴心的方向进行超声振动。

作为上述方案的进一步改进方式，驱动装置为超声主轴。

一种斜螺旋加工设备，包括上述斜螺旋加工单元。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括机架、工作台、工作台座与直线模组，工作台座与机架连接，并可相对机架绕一水平转轴转动，工作台与工作台座连接，并可相对工作台座绕一竖直转轴转动，直线模组与机架连接，斜螺旋加工单元可通过直线模组相对机架沿竖直方向与水平方向移动。

一种斜螺旋加工方法，其包括以下步骤，使刀具相对待加工工件的表面倾斜，然后刀具通过绕自身轴心的自转、绕一公共轴心的公转以及沿公共轴心方向的进给以在工件上加工出孔。

作为上述方案的进一步改进方式，在孔的深度加工至设定深度后，使刀具沿孔的径向进给设定的长度，以在工件上加工出槽。

作为上述方案的进一步改进方式，刀具在加工过程中沿自转轴心的方向持续进行超声振动。

本发明的有益效果是：

1、由于W形孔底上V形沟的存在，刀具的端面上磨粒/切削刃切削速度接近零的区域不会与工件材料接触，从而解决了普通螺旋磨削/铣削中的速度零点问题。

2、由于V形沟以及刀具外周与孔内壁之间的V形空间的存在，切屑可以较为容易的从加工区域排出，从而可以大幅度减轻切屑堵塞的现象，减小加工作用力，提高加工效率和提高刀具工作寿命。

3、由于磨粒/切削刃周期性的切入与切出作用，即断续磨削/切削现象的发生，故可以促进磨屑/切屑的细粒化，有利于磨屑/切屑的排出，同时也有利于磨削液进入底面加工区域，降低加工温度。

4、在加工通孔时，摆动的刀具还可以在出口处进行倒工，从而去除出口处残留的切屑，提高出口处的加工质量。

5、在本发明的优选实施例中，超声波电主轴通过轴向高频振动辅助刀具进行斜螺旋开孔加工，刀具斜螺旋使得单向的超声在各个方向都有分量,超声的传播使刀具表面各点往复运动形成大量的“锉”，斜螺旋使得“锉”群的方向不断地变化，使得孔内壁表面更光滑，出口撕裂少、毛刺少。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的立体示意图；

图2是本发明一个实施例的剖视图；

图3是本发明斜螺旋加工设备一个实施例的立体示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。