專(zhuān)利名稱(chēng)：一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法及專(zhuān)用夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及葉片加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法及專(zhuān)用夾具。
背景技術(shù)：
菌型葉根由于其齒型為內(nèi)齒故其加工難度大，特別是要在齒型表面得到較高的表面粗糙度難度更大。一般情況下，表面粗糙度差主要是由刀具刃口表面質(zhì)量和系統(tǒng)剛性差引起的，在目前的葉片機(jī)加工領(lǐng)域內(nèi)，欲獲得較高的表面粗糙度其主要是根據(jù)葉片的材料和葉根的形狀選擇合適的刀具、再根據(jù)葉片的材料和所選擇的刀具規(guī)格確定切削參數(shù)，其缺點(diǎn)一方面在于其刀具以及切削參數(shù)的選擇多是按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇，其加工效果不穩(wěn)定，特別是在刀具刃磨以后其加工的表面粗糙度無(wú)法達(dá)到與刀具刃磨前一致的效果；另一方面， 其未充分考慮菌型葉根齒型加工過(guò)程中系統(tǒng)剛性對(duì)表面粗糙度的影響，這里所說(shuō)的系統(tǒng)剛性主要包括機(jī)床主軸剛性、工裝夾具剛性，當(dāng)機(jī)床主軸剛性差、工裝夾具對(duì)葉片裝夾不可靠，均可引起系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大從而加大對(duì)表面粗糙度的影響。以往的工裝夾具，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1 和圖2，其包括底板1和夾具體2，底板1安裝于機(jī)床工作臺(tái)面，夾具體2安裝于底板1外側(cè)端部、底板2內(nèi)側(cè)端部安裝有調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)3，葉片4裝夾時(shí)菌型葉根的一側(cè)面緊靠夾具體2外側(cè)定位面并通過(guò)上、下旋轉(zhuǎn)壓板5、6壓緊，底板1通過(guò)兩塊底板壓板12壓緊于機(jī)床工作臺(tái)面，其缺點(diǎn)在于其上、下旋轉(zhuǎn)壓板5、6安裝位置靠近夾具體的內(nèi)側(cè)，其僅能壓緊菌型葉根的中齒14和小齒15、使得大齒13飄空，且底板壓板12遠(yuǎn)離夾具體質(zhì)心，使得在進(jìn)行菌型葉根粗銑、精銑加工時(shí)葉片、整個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大，從而影響表面粗糙度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其解決了目前僅依靠加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定刀具以及切削參數(shù)的問(wèn)題，保證刀具刃磨后表面粗糙度加工效果的一致性，且其充分考慮了影響表面粗糙度的因素，有效改善加工表面粗糙度。為此， 本發(fā)明還提供了的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具。其技術(shù)方案是這樣的，其特征在于其包括以下步驟及工藝參數(shù)的設(shè)定首先根據(jù)葉片的材料以及葉根的形狀選擇刀具并校核所述刀具的圓跳動(dòng)是否超差，再根據(jù)所述刀具的圓跳動(dòng)超差情況確定應(yīng)當(dāng)使用的刀具刃磨方法，然后確定葉根粗銑加工和精銑加工的切削參數(shù)是否符合要求，并校核機(jī)床主軸剛性、確定切削液噴射方向，最后檢查葉片的裝夾是否符合要求。其進(jìn)一步特征在于所述刀具的圓跳動(dòng)范圍應(yīng)在0 0. 015mm，所述刀具刃口部分的粗糙度為 RaO. 2 μ m ^RaO. 4 μ m ；
所述刀具刃磨方法的選擇，包括以下四種情形當(dāng)所述刀具圓跳動(dòng)不超差，只是刃口部分表面質(zhì)量下降或產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，采用等分刃磨；當(dāng)且僅當(dāng)圓跳動(dòng)超差時(shí)，采用不等分刃磨；當(dāng)圓跳動(dòng)超差且刃口部分表面質(zhì)量下降或產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，先采用等分刃磨，再采用不等分刃磨；當(dāng)葉根齒型工作面所對(duì)應(yīng)的刀具節(jié)距超差時(shí)，采用偏角度刃磨，所述偏轉(zhuǎn)角范圍為 5。 IO0 ；
所述切削參數(shù)包括切削深度 、進(jìn)給速度Vf、以及主軸轉(zhuǎn)速n，其中粗銑的切削參數(shù)為 ap=0. 1 mm 0. 5mm，Vf=IO mm/min 15mm/min，n=100 r/min 130r/min，精銑的切削參數(shù)為 ap=0. 1 mm 0. 3mm, Vf=Il mm/min 13mm/min, n=120 r/min 130r/min ；
所述機(jī)床主軸剛性的校核，應(yīng)保證主軸刀具的切削功率(P)不大于主軸輸出功率的三分之一，所述主軸輸出功率即指主軸電機(jī)功率I3eX轉(zhuǎn)動(dòng)效率η ； 所述切削液的噴射角度范圍為25° 30° ；
所述葉片裝夾時(shí)，葉根齒形處夾具應(yīng)保證葉根的大、中、小齒夾緊可靠、避免出現(xiàn)大齒飄空的現(xiàn)象，且保證葉根齒形處夾具壓板無(wú)限靠近夾具質(zhì)心。其更進(jìn)一步特征在于所述切削參數(shù)的優(yōu)選值，粗銑的切削參數(shù)優(yōu)選值 =0. 2mm, Vf=12mm/min, n=110r/min，精銑的切削參數(shù)優(yōu)選值為 ειρ=0· 2mm, Vf=12mm/min, n=120r/min。本發(fā)明還提供了一種改進(jìn)的用于菌型葉根加工的夾具結(jié)構(gòu)，其包括底板和夾具體，所述底板安裝于機(jī)床工作臺(tái)面，所述夾具體安裝于所述底板外側(cè)端部，所述底板內(nèi)側(cè)端部安裝有調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)，裝夾時(shí)葉片沿所述底板橫向安裝、其菌型葉根的一側(cè)端面緊靠所述夾具體外側(cè)定位面并通過(guò)上、下旋轉(zhuǎn)壓板壓緊，所述底板通過(guò)底板壓板壓緊于所述機(jī)床工作臺(tái)面，其特征在于所述上、下旋轉(zhuǎn)壓板安裝于所述夾具體外側(cè)定位面，所述上、下旋轉(zhuǎn)壓板的壓緊位置位于所述菌型葉根的大齒與中齒位置上，所述底板壓板包括葉身部位壓板、葉根部位壓板和葉冠部位壓板。其進(jìn)一步特征在于所述葉身部位壓板緊靠所述夾具體的內(nèi)側(cè)端；所述夾具體外側(cè)端部開(kāi)有壓緊槽，所述葉根部位壓板沿所述底板橫向卡裝入所述壓緊槽；所述葉冠部位壓緊板位于所述底板橫向內(nèi)側(cè)端；其還包括頂部壓板，其壓緊安裝于所述夾具體的頂部。本發(fā)明的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法及專(zhuān)用夾具，其充分考慮加工過(guò)程中影響表面粗糙度的各個(gè)因素，通過(guò)檢測(cè)成型刀具每粒齒的圓跳動(dòng)超差情況選擇合適的刀具刃磨方法，從而保證刀具在刃磨后進(jìn)行葉根銑削仍能滿足表面粗糙度的要求；同時(shí)， 保證菌型葉根粗銑和精銑加工的各切削參數(shù)、切削液的噴射角、機(jī)床的主軸剛性均在最優(yōu)的范圍，并通過(guò)改進(jìn)葉片夾具結(jié)構(gòu)保證加工過(guò)程中葉片的菌型葉根壓緊可靠，從而保證穩(wěn)定的加工效果、減少系統(tǒng)剛性對(duì)表面粗糙度的影響。


圖1為以往菌型葉根工裝夾具主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1俯視結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明方法中菌型葉根加工工裝夾具主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式首先根據(jù)葉片的材料以及葉根的形狀選擇成型刀具，校核成型刀具的的每一粒齒的圓跳動(dòng)是否在0 0. 015mm范圍內(nèi)并保證刀具刃口部分的粗糙度為RaO. 2 μ m RaO. 4 μ m，若圓跳動(dòng)超差，則根據(jù)圓跳動(dòng)超差的情況選擇對(duì)應(yīng)的刀具刃磨方法對(duì)該成型刀具各粒齒的前刀面進(jìn)行刃磨，然后確定葉根粗銑加工和精銑加工的切削參數(shù)，其中確保葉根粗銑的切削參數(shù)為切削深度Bp=O. 1 mm 0. 5mm，進(jìn)給速度Vf=IO mm/min 15mm/min，主軸轉(zhuǎn)速n=100 r/min 130r/min，葉根精銑的切削參數(shù)為切削深度ειρ=0. 1 mm 0.3mm，進(jìn)給速度Vf=Il mm/min 13mm/min，主軸轉(zhuǎn)速n=120 r/min 130r/min ；校核機(jī)床主軸剛性，保證主軸刀具的切削功率(P)不大于主軸輸出功率的三分之一；確定切削液噴射方向，保證削液的噴射角度范圍為25° 30° ；最后檢查葉片的裝夾，保證菌型葉根的大、中、小齒夾緊可靠，且保證葉根齒形處夾具壓板無(wú)限靠近夾具質(zhì)心。其中，菌型葉根粗銑和精銑加工的各切削參數(shù)，其最優(yōu)選值分別為粗銑的切削參數(shù)優(yōu)選值 =0. 2mm, Vf=12mm/min, n=110r/ min ；精銑的切削參數(shù)優(yōu)選值為 ειρ=0. 2mm, Vf=12mm/min, n=120r/min。本發(fā)明方法中的專(zhuān)用夾具，見(jiàn)圖3和圖4，其包括底板1和夾具體2，底板1安裝于機(jī)床工作臺(tái)面，夾具體2安裝于底板1外側(cè)端部，底板1內(nèi)側(cè)端部安裝有調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)3，裝夾時(shí)葉片4沿底板1橫向安裝、其菌型葉根的一側(cè)端面緊靠夾具體2外側(cè)定位面并通過(guò)上、 下旋轉(zhuǎn)壓板5、6壓緊，當(dāng)菌型葉根一側(cè)端面與夾具體2外側(cè)定位面不能貼合定位，則通過(guò)調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)3進(jìn)行葉片4角度的調(diào)節(jié)，底板1通過(guò)底板壓板壓緊于機(jī)床工作臺(tái)面，上、下旋轉(zhuǎn)壓板5、6安裝于夾具體2外側(cè)定位面，且上、下旋轉(zhuǎn)壓板5、6的壓緊位置位于菌型葉根的大齒13與中齒14位置上，底板壓板包括葉身部位壓板7、葉根部位壓板8和葉冠部位壓板 9。葉身部位壓板7緊靠夾具體2的內(nèi)側(cè)端；夾具體2的外側(cè)端部開(kāi)有壓緊槽10，葉根部位壓板8沿底板1橫向卡裝入壓緊槽10 ；葉冠部位壓緊板9位置位于底板1軸向內(nèi)側(cè)端；其還包括頂部壓板11，其壓緊安裝于夾具體2的頂部。圖3中，15為菌型葉根的小齒。本發(fā)明的夾具結(jié)構(gòu)，其上、下旋轉(zhuǎn)壓板5、6能可靠壓緊菌型葉根的大齒和中齒，從而減少銑加工時(shí)葉根的振動(dòng)；同時(shí)，葉身部位壓板7與葉根部位壓板8位置無(wú)限接近夾具體2質(zhì)心，有效起到減小夾具體2振動(dòng)的作用；此外，葉冠部位壓板9以及頂部壓板11能進(jìn)一步減少加工過(guò)程中底板1與夾具體2的振動(dòng)，確保不因加工過(guò)程中系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大而影響菌型葉根表面粗糙度要求。本發(fā)明技術(shù)方案中所涉及的各參數(shù)，均是通過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)際操作的數(shù)值總結(jié)得出， 使用本發(fā)明方法后，菌型葉根的表面粗糙度由原先的Ral. 6 μ nTRa6. 4 μ m提高為RaO. 4ym RaO. 8 μ m0
權(quán)利要求
1.一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于其包括以下步驟及工藝參數(shù)的設(shè)定首先根據(jù)葉片的材料以及葉根的形狀選擇刀具并校核所述刀具的圓跳動(dòng)是否超差，再根據(jù)所述刀具的圓跳動(dòng)超差情況確定應(yīng)當(dāng)使用的刀具刃磨方法，然后確定葉根粗銑加工和精銑加工的切削參數(shù)是否符合要求，并校核機(jī)床主軸剛性、確定切削液噴射方向，最后檢查葉片的裝夾是否符合要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述刀具的圓跳動(dòng)范圍應(yīng)在0 0. 015mm，所述刀具刃口部分的粗糙度為RaO. 2 μ m RaO. 4 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述刀具刃磨方法的選擇，包括以下四種情形當(dāng)所述刀具圓跳動(dòng)不超差，只是刃口部分表面質(zhì)量下降或產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，采用等分刃磨；當(dāng)且僅當(dāng)圓跳動(dòng)超差時(shí)，采用不等分刃磨；當(dāng)圓跳動(dòng)超差且刃口部分表面質(zhì)量下降或產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，先采用等分刃磨，再采用不等分刃磨； 當(dāng)葉根齒型工作面所對(duì)應(yīng)的刀具節(jié)距超差時(shí)，采用偏角度刃磨，所述偏轉(zhuǎn)角范圍為5° 10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述切削參數(shù)包括切削深度 、進(jìn)給速度Vf、以及主軸轉(zhuǎn)速n，其中粗銑的切削參數(shù)為 =0. 1 mm 0. 5mm, Vf=IO mm/min 15mm/min，n=100 r/min 130r/min，精銑的切削參數(shù)為 ειρ=0. 1 mm 0. 3mm, Vf=Il mm/min 13mm/min,n=120 r/min 130r/mino
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述機(jī)床主軸剛性的校核，應(yīng)保證主軸刀具的切削功率(P)不大于主軸輸出功率的三分之一， 所述主軸輸出功率即指主軸電機(jī)功率I3eX轉(zhuǎn)動(dòng)效率n。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述切削液的噴射角度范圍為25° 30°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述葉片裝夾時(shí)，葉根齒形處夾具應(yīng)保證葉根的大、中、小齒夾緊可靠、避免出現(xiàn)大齒飄空的現(xiàn)象，且保證葉根齒形處夾具壓板無(wú)限靠近夾具質(zhì)心。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其特征在于所述切削參數(shù)的優(yōu)選值，粗銑的切削參數(shù)優(yōu)選值ap=0. 2mm, Vf=12mm/min, n=110r/min，精銑的切削參數(shù)優(yōu)選值為ειρ=0. 2讓?zhuān)琕f=12讓/min，n=120r/min。
9.改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其包括底板和夾具體，所述底板安裝于機(jī)床工作臺(tái)面，所述夾具體安裝于所述底板外側(cè)端部，所述底板內(nèi)側(cè)端部安裝有調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)，裝夾時(shí)葉片沿所述底板橫向安裝、其菌型葉根的一側(cè)端面緊靠所述夾具體外側(cè)定位面并通過(guò)上、下旋轉(zhuǎn)壓板壓緊，所述底板通過(guò)底板壓板壓緊于所述機(jī)床工作臺(tái)面，其特征在于所述上、下旋轉(zhuǎn)壓板安裝于所述夾具體外側(cè)定位面，所述上、下旋轉(zhuǎn)壓板的壓緊位置位于所述菌型葉根的大齒與中齒位置上，所述底板壓板包括葉身部位壓板、葉根部位壓板和葉冠部位壓板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其特征在于所述葉身部位壓板緊靠所述夾具體的內(nèi)側(cè)端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其特征在于所述夾具體外側(cè)端部開(kāi)有壓緊槽，所述葉根部位壓板沿所述底板橫向卡裝入所述壓緊槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其特征在于所述葉冠部位壓緊板位于所述底板橫向內(nèi)側(cè)端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其特征在于其還包括頂部壓板，其壓緊安裝于所述夾具體的頂部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善菌型葉根加工表面粗糙度的方法，其解決了目前僅依靠加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定刀具以及切削參數(shù)的問(wèn)題，保證刀具刃磨后表面粗糙度加工效果的一致性，且其充分考慮了影響表面粗糙度的因素，有效改善加工表面粗糙度。其包括以下步驟首先根據(jù)葉片的材料以及葉根的形狀選擇刀具并校核所述刀具的圓跳動(dòng)是否超差，再根據(jù)所述刀具的圓跳動(dòng)超差情況確定應(yīng)當(dāng)使用的刀具刃磨方法，然后確定葉根粗銑加工和精銑加工的切削參數(shù)是否符合要求，并校核機(jī)床主軸剛性、確定切削液噴射方向，最后檢查葉片的裝夾是否符合要求。本發(fā)明還提供了的改善菌型葉根加工表面粗糙度專(zhuān)用夾具，其能保證加工過(guò)程中葉片的菌型葉根壓緊可靠，從而減少系統(tǒng)剛性對(duì)菌型葉根表面粗糙度的影響。
文檔編號(hào)B23C3/00GK102179552SQ20111008664
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者吉洪高, 徐大懋, 曹軍, 朱宏大, 王懷宇, 顧建偉 申請(qǐng)人:無(wú)錫透平葉片有限公司