圆柱曲面螺旋槽数控加工技术

《圆柱曲面螺旋槽数控加工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、圆柱曲面螺旋槽数控加工技术NCmachiningtechniqueaboutscrewgroovesoncylinder蔺小军，单晨伟，史耀耀LINXiao-jun,SHANChen-wei,SHIYao-yao（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安710072）摘要：本文针对圆柱曲面螺旋槽的加工从数控机床和加工刀具的选择、走刀方式、加工方法等方面进行研究，进而根据螺旋槽的形状以及加工刀具的不同提出了相应的数控加工编程方法。关键词：螺旋槽数控加工编程数控加工中图分类号：TP391.7　文献标识

2、码：A　文章编号：1009-0134(2010)08-0010-03Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2010.08.040引言旋运动形成的轨迹。当圆柱轴线为X轴时，如果其半径线相对于坐标平面XOY的偏转角为，如圆柱曲面螺旋槽有多种功能，在包装装置、图3所示，则螺旋线方程为：纺织装置或摩托车等的部件上，以满足某种特定的传动轨迹要求；在橡胶产品的模具上，满足橡胶产品表面特殊花纹的需要；在航天部件上起散热作用。螺旋槽按导程是否相等分为等导程螺旋槽和变导程螺旋槽。按槽宽在槽深方向是否相等分为普通

3、螺旋槽如图1所示和楔型螺旋槽如图2所示。等导程螺旋槽可以采用普通机床进行加工，但精度很难保证，而变导程螺旋槽只能采用专用设备进行加工，但生产周期长，严重影响产品的制造进度。随着数控加工技术的发展，采用数控图3圆柱曲面螺旋线(1)图1普通螺旋槽图2楔型螺旋槽机床加工，可满足各种不同种类螺旋槽的加工要求，但是这类零件数控加工编程和一般的曲面加式(1)中工编程是不一样的。本文针对圆柱曲面螺旋槽对其数控加工进行研究。1圆柱曲面螺旋线(2)圆柱螺旋槽的中心线和轮廓线是螺旋线，可为螺旋线导程，当为等导程时，为以看成动点Q如图

4、3所示，在柱面上绕其轴线做螺收稿日期：2009-10-16作者简介：蔺小军（1968-），男，陕西宝鸡人，高级工程师，工学博士，研究方向为精密几何测量、逆向制造、CAD/CAM。【10】第32卷第8期2010-8常数P,则(3)当为变导程时，为随x变化的变量；k决定螺纹旋向，当k=+1时为右旋，当k=-1时为左旋；β为螺旋角；为圆柱的直径。2螺旋槽数控加工2.1数控机床的选择及加工方法图5平底立铣刀去余量粗加工由于圆柱螺旋槽有回转中心，所以螺旋槽的数控加工所选用的机床一定要有一个回转轴，本文选用四坐标（X、Y、Z

5、、A）数控加工中心，回转轴为X轴，刀轴方向为Z轴,在加工时必须至少两轴（X轴和A轴联动、Y轴和Z轴联动）联动。螺旋槽通常由导程和头数、深度和宽度以及螺旋槽形状和旋向确定。图6成形铣刀精加工第二种方法是采用普通平底立铣刀，粗加工和楔型面精加工均采用普通立铣刀，楔型面角度通过改变刀具与零件之间的相对角度来实现，使图4螺旋槽加工零件回转一个角度，且沿径向移动一定距离，如图7所示的θ角和距离Δy。加工普通螺旋槽时，如果槽宽较小，可以选用与槽宽相等直径的平底铣刀，如图4所示铣刀直径D1与槽宽W相等，加工时根据螺旋槽的深度进

6、行分层切削就可以了。如果螺旋槽槽宽太大，如图4所示，铣刀直径D2小于槽宽W，就要分几次走刀来实现。最优的刀位轨迹是先从槽中间走刀，然后向螺旋槽轮廓线靠近，最后的刀位轨迹是螺旋槽轮廓曲线偏置一个刀具半径后的螺旋线，如图4所示。加工时也要根据螺旋槽深度进行适当的分层。加工楔型螺旋槽有两钟方法。第一种是采用成型铣刀保证楔型面形状。加工时可先用普通平底立铣刀粗加工，如图5所示，最后采用专用成型铣刀精加工，楔形槽形状由成型刀具保证，如图6所示。这种方法加工时刀轴方向始终过圆柱的中心线。图7楔型螺旋槽加工第32卷第8期201

7、0-8【11】2.2数控编程当采用成型刀具最终精加工时，编程方法与1)等导程普通螺旋槽等导程普通螺旋槽相同。加工刀位轨迹是螺旋线，编程指令就是使加当采用普通立铣刀最终精加工时，相对普通工刀具单纯地走一条螺旋线，比较简单，一般两螺旋槽，刀位轨迹的起点坐标Y和A发生变化，A个指令就可实现。第一个指令使刀具移位刀位轨的变化值就是楔形螺旋槽侧壁倾斜角度θ，起点迹的起始点，第二个指令使刀具按螺旋线轨迹进坐标Y的变化值根据楔形螺旋槽侧壁倾斜角度θ、行加工。如下所示：螺旋槽深度、螺旋槽宽度进行计算，如图7所示。G1X0Y0Z0

8、A0加工刀位轨迹与普通螺旋槽相同，也是螺旋线。G1X1A13）变导程螺旋槽在加工过程中，Y、Z坐标保持不变，X1与变导程螺旋槽的加工刀位轨迹是变导程螺旋A1之间的关系就是（3）式中的φ与x关系，如下线，在编程时对螺旋线进行线段插补，根据加工式：允许误差确定走刀步长[3]，从而确定数控程序刀位点，指令如下所示：式中k、P与（3）式相同。G1X0Y0Z0A0当螺旋槽较宽需要几