[发明专利]用于加工轴向均布内球面槽的刀具及加工工艺

权利要求书

1.一种基于加工轴向均布内球面槽的刀具对轴向内球面槽进行加工的工艺，所述加工轴向均布内球面槽的刀具包括成型刀头(1)、刀杆(2)以及螺钉(3)；所述刀杆(2)上设置有圆柱孔(21)以及螺纹孔(22)；所述成型刀头(1)设置在刀杆(2)的圆柱孔(21)中；所述螺钉(3)设置在刀杆(2)的螺纹孔(22)中并挤压在成型刀头(1)上；所述成型刀头(1)伸出刀杆(2)的长度是待加工球面槽的圆球半径的1.5-2倍；所述成型刀头(1)伸出刀杆(2)的部分整体呈鱼鳍状；所述成型刀头(1)伸出刀杆(2)的部分的截面呈字母n型；

所述成型刀头(1)包括切削部件(11)以及与切削部件(11)相连的装夹部件(12)；所述切削部件(11)包括切削刃(111)；所述切削部件(11)整体呈鱼鳍状；所述切削刃(111)的截面呈字母n型且与待切削的轴向内球面槽的球面外形及尺寸相匹配；所述装夹部件(12)设置在刀杆(2)的圆柱孔(21)中并通过螺钉(3)固定；

所述装夹部件(12)包括圆柱杆(121)以及设置在圆柱杆(121)上的定向平面(122)；所述圆柱杆(121)设置在刀杆(2)的圆柱孔(21)中；所述螺钉(3)挤压在定向平面(122)上；所述定向平面(122)与待切削零件的切削平面平行；

所述刀杆(2)包括刀杆本体(24)以及设置在刀杆本体(24)的装夹定向平面(23)；所述圆柱孔(21)以及螺纹孔(22)分别设在刀杆本体(24)上；

其特征在于：

所述工艺包括以下步骤：

1)将待加工的零件夹持在车床主轴卡盘的软三爪上，通过数控编程指令将主轴定向为0°，机床主轴固定不旋转；

2)将成型刀头(1)装入刀杆(2)内，将螺钉(3)装入在刀杆(2)上的螺纹孔(22)内并将成型刀头(1)压紧；

3)根据待加工轴向内球面槽的轴向长度，调整步骤2)组装成型的刀具伸出机床刀座的长度并压紧，确保步骤2)组装成型的刀具的成型刀头(1)的径向进给方向与机床径向进给方向重合；

4)采用步骤2)组装成型的刀具分别沿轴向和径向进行对刀；

5)使用步骤2)组装成型的刀具，利用数控机床的编程指令，完成一个闭环式切削循环；所述闭环式切削循环包括径向E到A段、轴向A到B段、径向B到C段、径向C到D段以及轴向D到E段；所述A、B、C、D以及E分别为待切削轴向内球面槽的不同位置；其中：E是刀具起始位置；A是刀具切削位置；B是轴向切削到达位置；C是球面槽切削到达位置；D是刀具径向退出位置；所述径向E到A段使用编程指令G00实现快速进刀；所述轴向A到B段使用编程指令G01实现圆弧直槽加工；所述径向B到C段使用编程指令G03实现未贯通球面槽加工；所述径向C到D段使用编程指令G01实现慢速退刀；所述轴向D到E段使用编程指令G00实现快速退刀；

6)每次径向进给0.1mm，重复步骤5)直至完成设计要求的满足尺寸的轴向内球面槽的切削。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤3)中步骤2)组装成型的刀具伸出机床刀座的长度大于轴向内球面槽的长度10至15mm。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：所述待加工的轴向内球面槽是一个或多个，所述待加工的轴向内球面槽是多个时，所述加工工艺在步骤6)之后还包括：

7)旋转主轴至设计要求的待加工的轴向内球面槽的位置，固定机床主轴不旋转，重复步骤5)以及步骤6)，直至完成设计要求的满足尺寸的轴向内球面槽的切削。

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述待加工的轴向内球面槽是多个时，所述多个待加工的轴向内球面槽均布时，所述步骤7)的具体实现方式是：利用车削中心的主轴分度功能，通过数控编程指令将主轴分别沿顺时针或逆时针旋转固定角度，待主轴旋转定向后，确保机床主轴固定不旋转，再重复步骤5)和步骤6)，完成剩余的轴向内球面槽的加工。