專利名稱：加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用三維造型軟件設(shè)計加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀的設(shè)計方法，屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超大型螺母條是指中徑大于600MM，螺距大于100MM，螺距與中徑比大于100/600的螺母條，當(dāng)螺距與中徑比達(dá)到一定值以上后，當(dāng)螺紋銑刀再按牙形角作常規(guī)制作，在加工內(nèi)螺紋時將引起被加工螺紋齒面過切。用刀具輪廓與內(nèi)螺紋牙形角完全一致的螺紋銑刀，利用數(shù)控三坐標(biāo)聯(lián)動技術(shù)加工小螺距中徑比的內(nèi)螺紋，是一種成熟的技術(shù)。當(dāng)螺距中徑比大到一定程度時，由于螺紋升角變大，再用此技術(shù)加工內(nèi)螺紋，刀具在銑削過程中將使齒面過切，破壞螺紋牙型角，使此項(xiàng)技術(shù)不能繼續(xù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種當(dāng)螺距與中徑比達(dá)到一定值以上后，螺紋銑刀再按牙形角作常規(guī)制作，在加工內(nèi)螺紋時將引起被加工螺紋齒面過切，超出螺紋技術(shù)要求時螺紋銑刀的設(shè)計方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，其特征在于a、用三維造型軟件，做出瓦塊式螺母柱實(shí)體造型；b、通過以下關(guān)系式確定刀盤中心以及確定刀盤直徑刀盤中心位置＝主軸半徑+主軸與小徑間隙刀盤直徑＝主軸直徑+兩倍齒高+兩倍底徑過切量+兩倍主軸與頂徑間隙；c、定刀具截面輪廓由刀盤中心、刀盤直徑、螺紋大徑確定A線A線為螺紋大徑與刀盤之間的交點(diǎn)和刀盤中心之間的連線；d、以A線為樣條線，刀盤中心線為脊線，做出一平面B；e、螺紋實(shí)體切割平面B，并以平面B為草圖平面按下圖做出刀具剖面圖；f、制作刀具實(shí)體刀具剖面線按刀具中心線旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生刀具實(shí)體，然后通過銑刀沿螺紋中心線逐步遠(yuǎn)離或靠近螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察過程中刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面的形狀以及有無，再結(jié)合移動量得到刀具精度；g、完成刀具實(shí)體設(shè)計后，完成刀片、容屑槽布置。
銑刀沿螺紋中心線按螺紋形狀公差的2/3遠(yuǎn)離螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面無，及螺紋銑刀精度滿足被加工件精度要求；
如螺紋銑刀精度不能滿足被加工件精度要求，則加大刀盤直徑，重新設(shè)計刀盤并檢查刀盤精度，直至刀盤滿足螺紋精度要求。
為在滿足精度下得到最小大徑過切量，根據(jù)螺紋實(shí)體切割平面B對實(shí)體刀具進(jìn)行修型，重復(fù)確定刀盤中心以及確定刀盤直徑、定刀具截面輪廓、制作刀具實(shí)體，減小確定刀盤直徑中刀具對螺紋大徑的過切量，直至刀具滿足螺紋加工要求。
本發(fā)明所提供的加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，基于任意一種CAM三維實(shí)體軟件，通過螺母柱實(shí)實(shí)體造型、確定刀盤中心及確定刀盤直徑、定刀具截面輪廓、制作刀具實(shí)體等方法，可避免當(dāng)螺距與中徑比達(dá)到一定值以上后，螺紋銑刀再按牙形角作常規(guī)制作，在加工內(nèi)螺紋時將引起被加工螺紋齒面過切現(xiàn)象的發(fā)生，設(shè)計出可加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀。


圖1是本發(fā)明用三維CAD造型軟件，作出瓦塊式螺母柱實(shí)體造型圖。
圖2是本發(fā)明確定刀盤中心以及確定刀盤直徑示意圖。
圖3是本發(fā)明由刀盤中心、刀盤直徑、螺紋大徑確定A線示意圖。
圖4是本發(fā)明以A線為樣條線，刀盤中心線為脊線，做出一平面示意圖。
圖5是本發(fā)明以螺紋實(shí)體切割平面B，并以平面B為草圖平面按下圖作出刀具剖面圖過程示意圖。
圖6、7、8是本發(fā)明刀具剖面線按刀具中心線旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生刀具實(shí)體示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明的工作原理是基于任意一種CAM三維實(shí)體軟件，1)由主軸與小徑不干涉為原則確定主軸中心，2)通過預(yù)設(shè)銑刀在內(nèi)螺紋大徑方向的過切量來移動被設(shè)計銑刀在使用時在螺紋齒面上的成型位置，得到初步的過主軸中心的刀具截面線，由此制作出初步的刀具實(shí)體，3)然后通過銑刀沿螺紋中心線逐步遠(yuǎn)離或靠近螺紋齒面，觀察過程中刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面的形狀以及有無，再結(jié)合移動量得到刀具精度，4)若滿足螺紋加工精度要求，則確定初步刀具實(shí)體，完成刀片布置。若不能滿足加工要求或?yàn)樵跐M足精度下得到最小大徑過切量，據(jù)3)對實(shí)體刀具進(jìn)行修型，重復(fù)3)、4)內(nèi)容以及加深或減小2)中刀具對螺紋大徑的過切量，直至刀具滿足螺紋加工要求。
實(shí)施例(一)用三維CAD造型軟件，作出瓦塊式螺母柱實(shí)體造型。
(二)確定刀盤中心以及確定刀盤直徑刀盤中心位置＝主軸半徑+主軸與小徑間隙＝174毫米有效刀盤直徑＝主軸直徑+兩倍齒高+兩倍底徑過切量+兩倍主軸與頂徑間隙＝580毫米(1)由刀盤中心、刀盤直徑、螺紋大徑確定A線。
(2)以A線為樣條線，刀盤中心線為脊線，做出一平面。
(3)螺紋實(shí)體切割平面B，并以平面B為草圖平面按下圖作出刀具剖面圖。
(三)制作刀具實(shí)體刀具剖面線按刀具中心線旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生刀具實(shí)體。
(四)然后通過銑刀沿螺紋中心線逐步遠(yuǎn)離或靠近螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察過程中刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面的形狀以及有無，再結(jié)合移動量得到刀具精度。
銑刀沿螺紋中心線移動0.035毫米遠(yuǎn)離螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察刀具實(shí)體與螺紋齒面無切割面，及螺紋銑刀精度滿足被加工件精度要求。
(五)完成刀具實(shí)體設(shè)計后，完成刀片、容屑槽布置。
(六)實(shí)施效果按本發(fā)明設(shè)計的螺紋銑刀，通過對三峽大壩升船機(jī)安全機(jī)構(gòu)中大型瓦塊式螺母柱1∶1試件進(jìn)行螺紋加工，螺紋形狀精度誤差為0.03毫米，遠(yuǎn)高于設(shè)計精度要求，此時刀具在大徑上有9毫米過切。按三峽大壩升船機(jī)安全機(jī)構(gòu)中大型瓦塊式螺母柱螺紋精度要求，通過本發(fā)明螺紋精度與過切量調(diào)整方法，刀具在大徑上的過切量可以減小到3毫米以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，其特征在于a、用三維造型軟件，做出瓦塊式螺母柱實(shí)體造型；b、通過以下關(guān)系式確定刀盤中心以及確定刀盤直徑刀盤中心位置＝主軸半徑+主軸與小徑間隙刀盤直徑＝主軸直徑+兩倍齒高+兩倍底徑過切量+兩倍主軸與頂徑間隙；c、定刀具截面輪廓由刀盤中心、刀盤直徑、螺紋大徑確定A線A線為螺紋大徑與刀盤之間的交點(diǎn)和刀盤中心之間的連線；d、以A線為樣條線，刀盤中心線為脊線，做出一平面B；e、螺紋實(shí)體切割平面B，并以平面B為草圖平面按下圖做出刀具剖面圖；f、制作刀具實(shí)體刀具剖面線按刀具中心線旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生刀具實(shí)體，然后通過銑刀沿螺紋中心線逐步遠(yuǎn)離或靠近螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察過程中刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面的形狀以及有無，再結(jié)合移動量得到刀具精度；g、完成刀具實(shí)體設(shè)計后，完成刀片、容屑槽布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，其特征在于銑刀沿螺紋中心線按螺紋形狀公差的2/3遠(yuǎn)離螺紋齒面，隱藏實(shí)體刀具，觀察刀具實(shí)體與螺紋齒面切割面無，及螺紋銑刀精度滿足被加工件精度要求；如螺紋銑刀精度不能滿足被加工件精度要求，則加大刀盤直徑，重新設(shè)計刀盤并檢查刀盤精度，直至刀盤滿足螺紋精度要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，其特征在于為在滿足精度下得到最小大徑過切量，根據(jù)螺紋實(shí)體切割平面B對實(shí)體刀具進(jìn)行修型，重復(fù)確定刀盤中心以及確定刀盤直徑、定刀具截面輪廓、制作刀具實(shí)體，減小確定刀盤直徑中刀具對螺紋大徑的過切量，直至刀具滿足螺紋加工要求。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀設(shè)計方法，屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。本發(fā)明基于任意一種CAM實(shí)體軟件，通過螺母柱實(shí)實(shí)體造型、確定刀盤中心及確定刀盤直徑、定刀具截面輪廓、制作刀具實(shí)體等方法，可避免當(dāng)螺距與中徑比達(dá)到一定值以上后，螺紋銑刀再按牙形角作常規(guī)制作，在加工內(nèi)螺紋時將引起被加工螺紋齒面過切現(xiàn)象的發(fā)生，設(shè)計出可加工超大規(guī)格內(nèi)螺紋的銑刀。
文檔編號B23G5/18GK101059820SQ200710052260
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者陳永華, 畢超 申請人:宜昌船舶柴油機(jī)廠