一种复杂内型面小螺旋的加工方法与流程

本发明属机械加工于技术领域，具体涉及一种复杂内型面小螺旋的加工方法。

背景技术：

对于内型面为等直径圆柱面的常规螺旋，加工比较容易，可以在普通铣床上直接铣加工而成；对于螺旋导程比较小的，更可以利用车床加工；对于精度要求不高的大螺旋，一般方法是把钢板切割成多个圆环，每个圆环沿半径方向切开后轴向拉伸一个螺距，再依次焊接而成。但是，对于内型面比较复杂的螺旋，尤其对于内型面复杂的小螺旋，如果螺旋导程比较大，无法用车床加工，由于螺旋内型面不是单一的圆柱面，普通铣床的铣刀不能自动控制轴向走刀，因此，目前没有简便易行的加工方法，有的螺旋甚至在五轴加工中心数控机床上都难以加工。

本领域的相关专利——割炬切割多头螺旋后分离成型的无轴螺旋加工工艺（ZL00112464.1）介绍了氧乙炔焰、等离子等气割的方法割制螺旋，该方法也适用于内型面复杂的螺旋，但有以下不足：一，由于气割的深度不易控制，不适合小型螺旋；二，火焰形成的切口尺寸变化较大，成型的螺旋表面质量较差，不适合高精度的复杂内型面的小螺旋加工；三，对于非金属材质螺旋的加工无法满足；其它专利（如申请号201410026837.3等）大多是介绍某种螺旋的专用加工机床，属于加工设备范畴，与本专利差别较大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术无法实现复杂内型面小螺旋加工的问题。

为此，本发明提供了一种复杂内型面小螺旋的加工方法，选材后根据所需螺旋的内外型面车削加工一个螺旋胚料，再根据所需螺旋的导程调整铣床分度头挂轮比，通过所需螺旋的起始位置和厚度确定螺旋胚料上铣刀容纳孔位置，之后铣刀铣削去除螺旋胚料上待成型螺旋两侧的材料，形成复杂内型面的小螺旋。

一种复杂内型面小螺旋的加工方法，具体步骤如下：

步骤1）按所需螺旋的外轮廓尺寸选择毛料，按所需螺旋的内外型面用车床车削加工形成螺旋胚料，加工螺旋胚料时两端要预留用于装夹和切除的工艺段；

步骤2）根据所需螺旋的导程调整好铣床的分度头挂轮比；

步骤3）在螺旋胚料上所需螺旋的起始位置螺旋片两侧各钻一个铣刀容纳孔，两个铣刀容纳孔处于同一横截面上；

步骤4）将螺旋胚料一端安装在铣床的分度头卡盘内，并用顶尖顶住螺旋胚料另一端的中心孔；

步骤5）移动铣刀的工作台，转动分度头，使铣刀分别进入铣刀容纳孔，用铣刀依次去除待成型螺旋两侧的材料；

步骤6）用车刀或片铣刀切除螺旋胚料两端预留用于装夹和切除的工艺段，转动螺旋，螺旋即可从螺旋胚料上分离出来，将螺旋两头的尖边打磨平整，即得所需的螺旋。

所述步骤3）中两个铣刀容纳孔夹角ω=（H+d）/sinβ，其中，H为螺旋厚度，d为铣刀直径，β为螺旋顶径处螺旋升角。

所述步骤5）和步骤6）之间还包括以下步骤，调整分度头的角度，重复步骤2）-5）进行两个甚至多个螺旋的加工。

所述步骤6）得所需的螺旋后还包括以下步骤，利用车床加工螺旋轴；将螺旋焊接在螺旋轴上，得到单头螺旋。

两个甚至多个螺旋加工后，还包括以下步骤，利用车床加工螺旋轴；将两个或多个螺旋焊接在螺旋轴上，得到多头螺旋。

所述复杂内型面小螺旋是非等直径圆柱面小螺旋。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的螺旋加工方法是针对不能利用普通车铣方法成型的内型面复杂、螺旋导程较大的小螺旋。

2、本发明提供的复杂内型面小螺旋的加工方法只需要普通车床和普通铣床即可实现，具有操作简单、加工成本低廉的优点。

3、本发明提供的复杂内型面小螺旋加工方法，加工精度较高，可适用于任何材质。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是螺旋胚料结构示意图；

图2是螺旋胚料去材料成型前的结构示意图；

图3是有轴复杂内型面螺旋的结构示意图。

图中：1、螺旋；2、螺旋轴；3、螺旋胚料。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种复杂内型面小螺旋的加工方法，选材后根据所需螺旋的内外型面车削加工一个螺旋胚料3，再根据所需螺旋的导程调整铣床分度头挂轮比，通过所需螺旋的起始位置和厚度确定螺旋胚料3上铣刀容纳孔位置，之后铣刀铣削去除螺旋胚料3上待成型螺旋两侧的材料，形成复杂内型面的小螺旋。螺旋胚料3为回旋转体。

本实施例螺旋加工方法是针对不能利用普通车铣方法成型的内型面复杂、螺旋导程较大的小螺旋，该方法只需要普通车床和普通铣床即可实现，具有操作简单、加工成本低廉的优点。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复杂内型面小螺旋的加工方法，本实施例为无轴螺旋加工过程，步骤如下：

步骤1）按所需螺旋的外轮廓尺寸选择毛料，按所需螺旋的内外型面用车床车削加工形成螺旋胚料3，加工螺旋胚料3时两端要预留用于装夹和切除的工艺段；

步骤2）根据所需螺旋的导程调整好铣床的分度头挂轮比；

步骤3）在螺旋胚料3上所需螺旋的起始位置螺旋片两侧各钻一个铣刀容纳孔，两个铣刀容纳孔处于同一横截面上；

步骤4）将螺旋胚料3一端安装在铣床的分度头卡盘内，并用顶尖顶住螺旋胚料3另一端的中心孔；

步骤5）移动铣刀的工作台，转动分度头，使铣刀分别进入铣刀容纳孔，用铣刀依次去除待成型螺旋两侧的材料；

步骤6）用车刀或片铣刀切除螺旋胚料3两端预留用于装夹和切除的工艺段，转动螺旋1，螺旋1即可从螺旋胚料3上分离出来，将螺旋1两头的尖边打磨平整，即得所需的螺旋1。

实施例3：

本实施例提供多个螺旋1加工的具体方法，加工程序如下：

步骤1）根据所需螺旋的内外型面车加工一个螺旋胚料3，加工螺旋胚料3时两端需要预留用于装夹和切除的工艺段（图1所示双点划线以外部分）；

步骤2）、在螺旋胚料3上待加工螺旋1的起始位置径向钻两个铣刀容纳孔（孔径D略大于铣刀直径为d），假定螺旋1顶径处螺旋1升角为β，则钻头中心点应从螺旋1左端向左偏置D/（2cosβ）；两个铣刀容纳孔处于同一轴截面，夹角为ω，设螺旋1厚度为H，则ω=（H+d）/sinβ；

步骤3）、根据所需螺旋的导程调整好铣床的分度头挂轮比；

步骤4）、将螺旋胚料3安装在普通铣床的分度头卡盘内，并用顶尖顶住螺旋胚料3另一端的中心孔；

步骤5）、铣刀进入铣刀容纳孔，并紧贴待加工螺旋1一侧，铣削螺旋1一侧的材料；同法，铣刀进入另一铣刀容纳孔，紧贴待加工螺旋1，铣削螺旋1另一侧的材料，这样就加工出了一个螺旋1；

步骤6）、如果胚料的强度允许，将分度头转动一个或多个ω角度，按照步骤2）-步骤5）就可以加工两个甚至多个螺旋1；

步骤7）、去除螺旋胚料3两头的多余材料（图2所示双点划线以外部分），转动螺旋1，螺旋1即可从螺旋胚料3上分离出来，将螺旋1两头的尖边打磨平整，需要的螺旋1就形成了。

实施例4：

本实施例提供有轴螺旋（单头）加工的具体方法，加工程序如下：

步骤1）、根据所需螺旋的内外型面车加工一个螺旋胚料3，加工螺旋胚料3时两端需要预留用于装夹和切除的工艺段（图1所示双点划线以外部分）；

步骤2）、在螺旋胚料3上待加工螺旋1的起始位置径向钻两个铣刀容纳孔（螺旋两侧各一个，孔径D略大于铣刀直径为d），假定螺旋1顶径处螺旋1升角为β，则钻头中心点应从螺旋1左端向左偏置D/（2cosβ）；两个铣刀容纳孔处于同一轴截面，夹角为ω，设螺旋1厚度为H，则两个铣刀容纳孔的夹角ω=（H+d）/sinβ；

步骤3）、根据所需螺旋的导程调整好铣床的分度头挂轮比；

步骤4）、将螺旋胚料3安装在普通铣床的分度头卡盘内，并用顶尖顶住螺旋胚料3另一端的中心孔；

步骤5）、铣刀进入铣刀容纳孔，并紧贴待加工螺旋1一侧，铣削螺旋1一侧的材料；同法，铣刀进入另一铣刀容纳孔，紧贴待加工螺旋1，铣削螺旋1另一侧的材料，这样就加工出了一个螺旋1；

步骤6）、去除螺旋胚料3两头的多余材料（图2所示双点划线以外部分），转动螺旋1，螺旋1即可从螺旋胚料3上分离出来，将螺旋1两头的尖边打磨平整，需要的螺旋1就形成了；

步骤7）、利用车床加工螺旋轴2；

步骤8）、将螺旋1焊接在螺旋轴2上，有轴螺旋（单头）就形成了。加工的有轴螺旋如图3所示。其中，步骤1）所述螺旋胚料3两端预留用于装夹和切除的工艺段为20-30mm。

实施例5：

本实施例提供有轴螺旋（多头）加工的具体方法，加工程序如下：

1、按照实施例3所述的方法加工多个螺旋1；

2、利用车床加工螺旋轴2；

3、将多个螺旋1焊接在螺旋轴2上，多头有轴螺旋就形成了。

本发明所述复杂内型面是指非等直径圆柱面，而小螺旋是相对于用过钢板切割成多个圆环，每个圆环沿半径方向切开后轴向拉伸一个螺距，再依次焊接而成的大螺旋。本发明加工方法只需要普通车床和普通铣床即可实现，具有操作简单、加工成本低廉、加工精度较高以及可适用于任何材质的优点。

本发明中根据所需螺旋的导程调整铣床的分度头挂轮比，属于现有技术，以上各实施例没有详细叙述的方法和结构属本行业的公知常识，这里不一一叙述。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。