管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法及装置，本发明是通过卧式铣床主轴上旋转的盘铣刀与管状零件之间的相对移动在管状零件狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽。本发明在铣刀刀杆上同时安装两个平行的成型圆盘铣刀，并采用间隔套保证锯齿槽之间的间距要求，满足了切削刀翼的同步运动。由于采用双刀同铣的方法，一次可以加工两对平行槽，提高了铣削效率。本发明的方法可用推广在类似在圆周上开窗口，且窗口两侧壁有任意形状的槽的铣削加工。
【专利说明】管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法及装置，属于机械加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]刀翼式液压扩孔器属于石油钻井扩孔器类的工具，工作时是依靠从筒体中同时伸张出来的三把刀体切削岩石扩大孔径。该扩孔器的筒体长度为1700臟，在筒体上设有三个沿圆周方向均布的刀体导向槽，导向槽是一个宽度40111111的狭长槽，槽的两侧边对称设有5个90。夹角的锯齿槽、锯齿槽与筒体轴线之间夹角0小于25。，锯齿的顶和底均为圆角。
[0003]由于该筒体零件长度较长，切削刀翼的导向锯齿设在狭窄槽的两侧上，且与筒体轴线成小角度夹角，并且两侧壁上各齿槽的平行度、锯齿槽与筒体轴线夹角和锯齿槽间距都要有较高的精度。采用现有的斜齿条加工方法、插齿加工方法和线切割方法等等均无法实现。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法及装置，以满足上述特殊零件的加工要求，从而克服现有技术的不足。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明的一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法为，该方法通过卧式铣床主轴上旋转的盘铣刀与管状零件之间的相对移动在管状零件狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽；加工之前将管状零件摆放在卧式铣床工作平台上的两个等高V型铁的V型口上，以保证管状零件的轴线与工作平台平面之间的平行度；并通过定位角度尺调整管状零件轴线与工作平台X向的水平夹角0，以确保铣出的斜齿槽与管状零件轴线之间的角度要求；然后通过压板将管状零件与工作平台固定；通过工作平台的2向位移找准斜齿槽的中心；将工作平台调整至V向基准，启动卧式铣床，工作平台带着管状零件X向移动，由主轴上的旋转盘铣刀铣出在管状零件狭窄窗口槽侧上对称的斜齿槽；工作平台X向移动一个行程后复位，工作平台再X向移动一个齿距长度3后重复X向移动行程直至铣出斜齿槽所需齿数。
[0006]前述方法中，所述管状零件在加工斜齿槽之前应先加工直长槽，然后再进行斜齿槽加工。
[0007]前述方法中，所述卧式铣床主轴上安装两把盘铣刀，一次走刀完成两对斜齿槽切削；两把盘铣刀之间设有间隔套；间隔套长度等于斜齿槽的齿距3长度。
[0008]前述方法中，所述盘铣刀采用高速钢专用铣刀；专用铣刀的刀刃形状与斜齿槽的齿型形状对应，专用铣刀的顶圆直径与斜齿槽上对称的齿根距离3对应。
[0009]前述方法中，所述工作平台2向位移找准斜齿槽中心是在静止状态完成，摇动卧式铣床工作平台2向走刀手柄，使管状零件的中心高度与卧式铣床主轴中心对齐，锁定工作平台2向走刀手柄。
[0010]前述方法中，所述将工作平台调整至V向基准是利用管状零件上的工艺孔，安装刀具定位器，将两把盘铣刀之间的间隔套与刀具定位器端部接触，确定了第一刀的位置，以第一刀的位置作为V向基准；并采用百分表回“0”记住该位置，然后取下刀具定位器。
[0011]前述方法中，所述百分表固定在不随工作平台一起移动的设备任意位置。
[0012]前述方法中，所述工作平台再V向移动一个齿距长度3后重复X向移动行程时，由于百分表的测量范围有限，采用块规与百分表配合测量控制工作平台V向移动距离等于斜齿槽的齿距3长度。
[0013]前述方法中，所述管状零件上固定有分度盘，加工完一个斜齿槽通过分度盘将管状零件旋转等分角，以实现斜齿槽沿圆周均布。
[0014]根据上述方法构成的本发明的一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工装置为，该装置包括用于支撑管状零件的两个等高V型铁、用于确定管状零件水平夹角的定位角度尺、用于固定管状零件的压板、用于确定X向基准的刀具定位器、用于确定分度角度的分度盘，用于测量V向进走量的块规和百分表，以及用于切削的盘铣刀和设在两把盘铣刀之间的间隔套…型铁、定位角度尺和块规位于卧式铣床工作平台，分度盘固定在管状零件上，刀具定位器临时与管状零件的工艺孔连接，压板压在管状零件上方，并经螺栓与工作平台固定连接，百分表固定在卧式铣床任意静止位置。
[0015]由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过在专用铣刀刀杆上安装两个平行的成型圆盘铣刀，并采用间隔套保证5个锯齿槽之间的等距离3，满足了切削刀翼的同步运动。由于采用双刀同铣的方法，一次可以加工两个平行槽即上下4个槽，因此铣削效率高。本发明的方法可用推广在类似在圆周上开窗口，且窗口两侧壁有任意形状的槽的铣削加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明所要加工的零件示意图；
图2是本发明的加工方法示意图；
图3是图2的俯视图。
[0017]附图中的标号为:1-工作平台、2-管状零件、3-分度盘、4；型铁、5-刀具定位器、6~盘铣刀、7-间隔套、8-刀杆、9-定位角度尺、10-块规、11-百分表、12-斜齿槽、13-压板。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0019]本发明的一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法为，如图2和图3所示，该方法通过卧式铣床主轴上旋转的盘铣刀6与管状零件2之间的相对移动在管状零件2狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽12 ；加工之前将管状零件2摆放在卧式铣床工作平台1上的两个等高V型铁4的V型口上，以保证管状零件2的轴线与工作平台1平面之间的平行度；并通过定位角度尺9调整管状零件2轴线与工作平台IX向的水平夹角0，以确保铣出的斜齿槽12与管状零件2轴线之间的角度要求；然后通过压板13将管状零件2与工作平台1固定；通过工作平台1的2向位移找准斜齿槽12的中心；将工作平台调整至X向基准，启动卧式铣床，工作平台1带着管状零件1向移动，由主轴上的旋转盘铣刀6在管状零件2狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽12 ；工作平台IX向移动一个行程后复位，工作平台1再V向移动一个齿距长度3后重复X向移动行程直至铣出斜齿槽12所需齿数。管状零件2在加工斜齿槽12之前应先加工直长槽，然后再在直长槽上加工出斜齿槽12。在卧式铣床主轴中安装刀杆8，在刀杆上同时安装两把盘铣刀6，一次走刀完成两对斜齿槽12切削；两把盘铣刀6之间设有间隔套7 ；间隔套7长度等于斜齿槽12的齿距3长度。盘铣刀6采用高速钢专用铣刀；专用铣刀的刀刃形状与斜齿槽12的齿型形状对应，专用铣刀的顶圆直径与斜齿槽12上对称的齿根距离3对应。工作平台1的2向位移找准斜齿槽12中心是在静止状态完成，摇动卧式铣床工作平台2向走刀手柄，使管状零件2的中心高度与卧式铣床主轴中心对齐，锁定工作平台2向走刀手柄。将工作平台调整至V向基准是利用管状零件2上的工艺孔，安装刀具定位器5，将两把盘铣刀6之间的间隔套7与刀具定位器5端部接触，确定了第一刀的位置，以第一刀的位置作为V向基准；并采用百分表11回“0”记住该位置，然后取下刀具定位器5。百分表9固定在不随工作平台一起移动的设备任意位置。工作平台1再X向移动一个齿距长度3后重复X向移动行程时，由于百分表的测量范围有限，采用块规10与百分表9配合测量控制工作平台X向移动距离等于斜齿槽12的齿距3长度。管状零件2上固定有分度盘3，加工完一个斜齿槽12通过分度盘3将管状零件2旋转等分角，以实现斜齿槽12沿圆周均布。
[0020]根据上述方法构成的本发明的一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工装置为，该装置包括用于支撑管状零件2的两个等高V型铁4、用于确定管状零件2水平夹角的定位角度尺9、用于固定管状零件2的压板13、用于确定V向基准的刀具定位器5、用于确定分度角度的分度盘3，用于测量X向进走量的块规10和百分表9，以及用于切削的盘铣刀6和设在两把盘铣刀6之间的间隔套7 ^型铁4、定位角度尺9和块规10位于卧式铣床工作平台1，分度盘3固定在管状零件2上，刀具定位器5临时与管状零件2的工艺孔连接，压板13压在管状零件2上方，并经螺栓与工作平台1固定连接，百分表9固定在卧式铣床任意静止位置。
实施例
[0021]本例采用双刀同铣的方法，大大降低了单刀铣槽时移动过程中的累积误差，同时采用块规和百分表配合测量，因它们均属于精密量具，更进一步保证了移动节距时的精度。本例的具体加工步骤如下:
一、工装设计:
1,120°分度盘设计
因管状零件上需要有三个等分的直槽窗口，所以设计一个120。分度盘3，其内孔尺寸与管状零件外圆成小间隙配合，用螺钉将分度盘3固定在管状零件2上，旋转分度盘3即可实现圆周分度，保证加工管状零件2上的窗口成120。分布。
[0022]2、刀具设计
在切削过程中，刀具能否顺利地完成切削工作，主要决定于刀具切削部分地材料性能和几何形状。根据具体工况，所加工的90。锯齿槽属三面同时切削，因此首先应保证铣刀是专用盘铣刀，切削速度和转速都不宜过高。在切削速度不高地情况下，显然不宜选择硬质合金刀具。选用高速钢材料作为刀具较合适。
[0023]3、刀杆的设计
为增强刀杆的强度，保证能正常加工时加工稳定性，尽量缩短刀杆的长度。由于产品零件上的窗口开张度小，导致盘铣刀的内孔尺寸较小，因此刀杆较细，则刚度不够，刀杆空位处做成锥度形式，以提高刀杆的强度。
[0024]为保证5个锯齿槽等距精度和提高加工效率，在刀杆上一次装夹两把专用盘铣刀6。同时在两把专用盘铣刀6之间安装间隔套7，保证加工出来的斜向锯齿间等距。两把专用盘铣刀6在一次进刀时就可完成上下共两对槽的加工，提高了效率。
[0025]二、加工过程及原理 1、管状零件、刀具安装
管状零件2较长，三个窗口开在圆周上，在立铣床上安装有困难，并且无法加工，因此本例选用卧式铣床加工。
[0026]将管状零件2放置在两个等高的V型铁4上，用定位角度尺9把管状零件2轴线找成与工作台1横向轴线倾斜0角度的位置后，固定V型铁4，压紧管状零件2。由于管状零件2上有3个等分的出刀槽，因此，在管状零件2外圆上装上分度盘3。将专用刀杆8装于铣床主轴中后，再装好专用盘铣刀6；两个专用盘铣刀6之间安装有间隔套7，保证两刀间距为3。
[0027]2、对刀:
加工前，先确定刀具的2向位置:在对刀前应调整好床鞍、横向走刀和纵向走刀的间隙。先在静态状态下对刀。实测管状零件2的中心高尺寸，移动2向走刀，将刀具对准管状零件2第一个槽的中心位置，锁住2向走刀，其次确定刀具的V向位置:利用管状零件2上的一个工艺孔，安装刀具定位器5，通过计算确定好11值，将刀杆上的间隔套7刀具定位器5接触，确定了第一刀位的位置。此时用百分表11回“0”记住该位置，最后退回刀具，取下刀具定位器5。
[0028]3、铣削:
加工时，为保正90。锯齿槽的表面粗糙度和直线度，应调整好切削用量。当延X向进刀同时加工完第一槽和第三槽后，退刀，平行移动V向走刀，移动距离为一个等节距值3。使刀具移动到第二进刀位，当同时加工完第二槽和第四槽后，退刀，平行移动V向走刀，移动距离为一个等节距值3。使刀具移动到第三进刀位，同时加工完第三槽和第五槽后，退刀，此时管状零件中一个窗口上的5个平行槽相互对称10个锯齿槽全部加工完毕。移动进刀位时，由于百分表的测量范围有限，我们采用块规10和百分表9共同测量的方法来控制移动的节距3。在所有的铣削过程中，要有充分的切削液进行冷却。
[0029]单个窗口加工完成后，利用分度盘2依次旋转120°，按以上工步加工另外两个窗口中的90。锯齿槽，直至圆周上三槽全部加工完毕。
[0030]以上仅是本发明的一个实例，并不构成对本发明的任何限制，凡是本【技术领域】的技术人员在不背离本申请权利要求书的实质和范围之内的任何修改、增加和等效替代均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工方法，其特征在于:该方法通过卧式铣床主轴上旋转的盘铣刀与管状零件之间的相对移动在管状零件狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽；加工之前将管状零件摆放在卧式铣床工作平台上的两个等高V型铁的V型口上，以保证管状零件的轴线与工作平台平面之间的平行度；并通过定位角度尺调整管状零件轴线与工作平台X向的水平夹角α，以确保铣出的斜齿槽与管状零件轴线之间的角度要求；然后通过压板将管状零件与工作平台固定；通过工作平台的Ζ向位移找准斜齿槽的中心；将工作平台调整至Υ向基准，启动卧式铣床，工作平台带着管状零件X向移动，由主轴上的旋转盘铣刀在管状零件狭窄窗口槽侧上铣出对称的斜齿槽；工作平台X向移动一个行程后复位，工作平台再Υ向移动一个齿距长度S后重复X向移动行程直至铣出斜齿槽所需齿数。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于:所述管状零件在加工斜齿槽之前应先加工直长槽，然后再进行斜齿槽加工。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于:所述卧式铣床主轴上安装两把盘铣刀，一次走刀完成两对斜齿槽切削；两把盘铣刀之间设有间隔套；间隔套长度等于斜齿槽的齿距S长度。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于:所述盘铣刀采用高速钢专用铣刀；专用铣刀的刀刃形状与斜齿槽的齿型形状对应，专用铣刀的顶圆直径与斜齿槽上对称的齿距离S对应。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于:所述工作平台Ζ向位移找准斜齿槽中心是在静止状态完成，摇动卧式铣床工作平台Ζ向走刀手柄，使管状零件的中心高度与卧式铣床主轴中七、对齐，锁定工作平台Ζ向走刀手柄。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于:所述将工作平台调整至Υ向基准是利用管状零件上的工艺孔，安装刀具定位器，将两把盘铣刀之间的间隔套与刀具定位器端部接触，确定了第一刀的位置，以第一刀的位置作为Υ向基准；并采用百分表回“0”记住该位置，然后取下刀具定位器。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于:所述百分表固定在不随工作平台一起移动的设备任意位置。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于:所述工作平台再Υ向移动一个齿距长度S后重复X向移动行程时，由于百分表的测量范围有限，采用块规与百分表配合测量控制工作平台Υ向移动距离等于斜齿槽的齿距S长度。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于:所述管状零件上固定有分度盘，加工完一个斜齿槽通过分度盘将管状零件旋转等分角，以实现斜齿槽沿圆周均布。
10.一种根据权利要求1?9任一权利要求所述方法构成的管体零件狭窄窗口槽侧上对称斜锯齿纹的加工装置，其特征在于:包括用于支撑管状零件(2)的两个等高V型铁(4)、用于确定管状零件(2)水平夹角的定位角度尺(9)、用于固定管状零件(2)的压板(13)、用于确定Υ向基准的刀具定位器(5)、用于确定分度角度的分度盘(3)，用于测量Υ向进走量的块规(10)和百分表(9)，以及用于切削的盘铣刀(6)和设在两把盘铣刀(6)之间的间隔套(7) ;V型铁(4)、定位角度尺(9)和块规(10)位于卧式铣床工作平台(1)，分度盘(3)固定在管状零件(2)上，刀具定位器(5)临时与管状零件(2)的工艺孔连接，压板(13)压在管状零件(2)上方，并经螺栓与工作平台(1)固定连接，百分表(9)固定在卧式铣床任意静止位置。
【文档编号】B23C3/34GK104475844SQ201410761202
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月13日 优先权日:2014年12月13日
【发明者】陈文平 申请人:贵州高峰石油机械股份有限公司