復合材料錐面內螺紋加工工藝制造技術

復合材料錐面內螺紋加工工藝，包括刀具選擇、工藝參數的設定、制作裝夾工裝、加工螺紋底孔、加工螺紋等步驟。本發明專利技術采用特制的裝夾工裝，解決了傳統方法無法在復合材料錐面上加工大型內螺紋的難題，并已開始在實踐中使用，效果良好；本發明專利技術采用特殊的加工工藝，使加工的螺紋牙形完整，無掉牙、崩牙等缺陷，使加工的螺紋孔位置精確；本發明專利技術采用數控銑削加工內螺紋，加工精度高，加工的螺紋精度高、尺寸穩定；本發明專利技術采用預先設置加工初始位置，加工中定位精度高，避免螺紋加工中因多次進刀而造成的螺紋亂扣現象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及復合材料錐面內螺紋加工工藝，特別是涉及大型復合材料錐面 內螺統加工工藝，屬于螺紋機械加工領域。技術背景普通螺紋一般是釆用鉆孔攻絲或螺紋車削而成。鉆削攻絲是通過絲錐加工 螺紋，車削是通過成型螺紋車刀加工螺紋。等靜壓整體成型的復合材料產品，在其圓錐形外表面上要求加工四個尺寸大于M100x 1.5的內螺紋。由于螺紋孔 是開在錐形產品的外側表面，如果采用車削，受外形和尺寸限制根本無法裝夾 產品，因此車削加工方法不可行。鉆削又因螺紋孔過大，僅底孔就達到(J)90mm 以上，不可能制作大絲錐進行絲錐攻絲，同時手工鉗修螺紋更是無法修出規矩的 螺紋螺距及牙形?？傊?，使用傳統的螺紋加工方法，無法實現在復合材料錐面 上加工牙形完整、螺纟丈精度高、尺寸穩定的大型內螺紋。
技術實現思路
本專利技術的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種能在復合材料 錐面上加工牙形完整、螺纟丈精度高、尺寸穩定的大型內螺紋的方法。本專利技術的技術解決方案是復合材料錐面內螺紋加工工藝，其特征在于通 過下列步驟實現(1 )選4奪力口工內螺紋的刀具選用金剛石材料的多齒螺紋成型刀具，刀具刀桿上裝有可拆卸的多齒螺紋 成型刀片；(2)確定加工內螺紋的工藝參數，即主軸轉速n和主軸進給F n= "x誦，其中Vc為線速度，D為內螺紋實際直徑； F=nxfz xz,其中fz為進給量，Z為刀片數量； (3) 制作加工內螺紋所用的裝夾工裝，裝夾工裝為芯軸式，包括支架A、支架B、滑塊、拉桿、小端圓盤、定位分度盤、中心軸、大端圓盤和底J:,底座和支架A、支架B固定連接，中心軸的兩端安裝有小端圓盤和大端圓盤，拉 桿與小端圓盤和大端圓盤機械連接，支架B上安裝有滑塊，中心軸一端安裝在 滑塊上，滑塊可帶動中心軸上下移動，用來調節產品中心軸線水平，大端圓盤 和支架A機械連接，大端圓盤和定位分度盤可拆卸連接，待加工內螺紋的產品 的大端坐在定位分度盤上與小端圓盤一起繞中心軸轉動，中心軸按90。等分旋 轉，使每個待加工內螺紋孔轉到加工點；(4) 將待加工內螺紋的產品裝到步驟(3)所述的裝夾工裝的中心軸上， 待加工內螺紋的產品兩端用小端圓盤和大端圓盤通過^立桿夾緊固定；(5) 將裝夾了待加工內螺紋的產品的裝夾工裝安裝到數控機床的工作臺 上，調整工作臺角度，用裝在機床主軸上的百分表，找正產品外母線，使待加 工內螺紋孔的中心軸線與機床主軸一致；(6) 加工內螺紋的底孔；(7) 用步驟(1)所述的多齒螺紋成型刀具在內螺玟底孔中加工內螺紋。 所述的步驟(6)內螺紋底孔加工步驟(1) 以待加工內螺紋的產品的金屬內孔定位，從待加工內螺紋的產品內向 外鉆不大于(MOmm的中心孔；(2) 在待加工內螺紋的產品的外表面以不大于$ 10mm的中心孔為依據， 劃同待加工內螺紋直徑相同的參考圓的中心線；(3 )以參考圓的中心線為依據將不大于4> 10mm的中心孔擴成直徑比待加 工內螺紋直徑小10 mm,公差為0~2.0 mm的孔；(4)用裝在機床主軸上的百分表，從步驟(3)擴大的孔內分別找正待加 工內螺紋的產品的金屬臺階孔的中心；(5 )以找正的金屬臺階孔中心位置為圓心加工直徑比待加工內螺紋直徑小 2 mm，公差為0~0.1 mm的底孑L。所述的步驟(7)內螺紋加工采用跨越式進刀，進刀時以內螺紋底孔四分之 一圓弧進刀，逐漸從內圓切入內螺紋底孔，軸向深度為螺距的四分之一，出刀 時也以內螺紋底孔四分之一 圓弧出刀。所述的內螺紋底孔用鏜刀加工。所述的分度定位圓盤通過定位圓凸臺與大端圓盤連接。所述的步驟(2)中Vc為150~200mm/min， fz為0,05~ 0.20mm/min, Z為2個。本專利技術與現有技術相比有益效果為(1 )本專利技術采用特制的裝夾工裝，解決了傳統方法無法在復合材料錐面上 加工大型內螺紋的難題，并已開始在實踐中使用，效果良好；(2) 本專利技術采用特殊的進刀方法，使加工的螺紋牙形完整，無掉牙、崩牙 等缺陷；(3) 本專利技術采用特殊的底孔加工方法，使加工的螺紋孔位置精確；(4) 本專利技術采用數控銑削加工內螺紋，加工精度高，加工的螺紋精度高、 尺寸穩定；(5) 本專利技術采用預先設置加工初始位置，加工中定位精度高，避免螺紋加 工中因多次進刀而造成的螺紋亂扣現象。附圖說明附圖1為本專利技術的刀具示意圖； 附圖2為本專利技術的刀片示意圖；附圖3為本專利技術的刀具軌跡圖，(X方向為進刀方向)； 附圖4為本專利技術的裝夾工裝示意圖； 附圖5為本專利技術的底孔加工流程圖； 附圖6為本專利技術的內螺紋加工流程圖。具體實施方式 實施例1加工M140x 1.5的內螺紋孔內螺紋加工流程圖如附圖6所示。一、 刀具選擇選取金剛石刀具材料的多齒螺紋成型刀具，利用金剛石材質磨損小，使力口 工出的螺紋尺寸穩定，高效。如附圖1所示銑削螺紋時選擇成型螺鄉丈銑刀，但 與常規的普通單齒螺紋鏜銑刀不同，該刀具是在刀桿上裝上2個可換成型螺紋 刀片。刀片形狀如圖2所示，刀片的鋸形齒與標準螺紋齒形完全一致。保證了 加工出的螺紋牙形標準。同時，與單齒螺紋刀相比加工效率遠高于前者。二、 工藝確定，編制工藝執行程序加工工藝參數的確定是確保螺紋成型的關鍵因素之一，直接影響螺紋最終 質量。因加工時刀具是沿著底孔內圓滾銑螺紋，刀具單邊受力，容易產生讓刀 和顫刀，調節數控程序中的刀具補償參數可消除讓刀影響；減小切削量、；改慢 走刀來解決顫刀問題，但被加工產品材料為材質硬度較高的復合材料，實際走 刀應快一些，不然，速度太慢刀具只是在干磨，切削刃很快就變鈍，依然會產 生微量顫動。簡單加快刀速，又和刀具單邊吃刀相矛盾，會使讓刀更嚴重，同 時過快的刀速會使材料得不到充分完全的切削就被擠壓下來，造成螺紋掉牙， 通過反復試-險并參考金屬切削的理論走刀速度和進刀量的計算方法，得到了工 藝參數主軸轉速n,畫 (1)￡)x ;rVc取197.82mm/min代入公式(1)得到n為450 r/min 主軸進給F=nxfZxZ (2) f z取0.1代入公式(2)得到F為90 mm/min螺紋的加工不是一刀銑成的，實際加工中需要分多次進刀，逐漸逼近最終 尺寸。每次進刀必須從同一個起點出刀，數控程序中預先設置了一個初始點， 做為螺故起點。每次加工中，程序指令都指揮刀具先到初始點，然后進刀。加工刀路軌跡如圖3所示，根據加工刀路軌跡、公式(1) (2)推導得到的工藝 參數n 450 r/min、 F 90 mm/min編制執行程序。三、 制作裝夾工裝如附圖4所示裝夾工裝采用芯軸式，包括支架A30、支架B31、滑塊32、 拉桿33、小端圓盤34、定位分度盤36、中心軸37、大端圓盤38和底座39, 底座39和支架A30、支架B31固定連接，中心軸37的兩端安裝有小端圓盤 34和大端圓盤38，拉桿33與小端圓盤34和大端圓盤38機械連接，支架B31 上安裝有滑塊32,中心軸37—端安裝在滑塊32上，滑塊32可帶動中心軸37 上下移動，用來調節待加工內螺紋的產品35中心軸線水平，大端圓盤38和支 架A30機械連接，分度定位圓盤36通過定位圓凸臺與大端圓盤38連接。將待加工內螺紋的產品35裝到中心軸37上，待加工內螺紋的產品35兩 端用小端圓盤34和大端圓盤38通過拉桿33夾緊固定，待加工內螺紋的產品本文檔來自技高網...

【技術保護點】
復合材料錐面內螺紋加工工藝，其特征在于通過下列步驟實現：?。ǎ保┻x擇加工內螺紋的刀具　選用金剛石材料的多齒螺紋成型刀具，刀具刀桿上裝有可拆卸的多齒螺紋成型刀片；?。ǎ玻┐_定加工內螺紋的工藝參數，即主軸轉速ｎ和主軸進給Ｆ?。睿剑郑恪粒保埃埃埃摹力校渲校郑銥榫€速度，Ｄ為內螺紋實際直徑；?。疲剑睢粒妫粒?，其中ｆｚ為進給量，Ｚ為刀片數量；?。ǎ常┲谱骷庸嚷菁y所用的裝夾工裝，裝夾工裝為芯軸式，包括支架Ａ（３０）、支架Ｂ（３１）、滑塊（３２）、拉桿（３３）、小端圓盤（３４）、定位分度盤（３６）、中心軸（３７）、大端圓盤（３８）和底座（３９），底座（３９）和支架Ａ（３０）、支架Ｂ（３１）固定連接，中心軸（３７）的兩端安裝有小端圓盤（３４）和大端圓盤（３８），拉桿（３３）與小端圓盤（３４）和大端圓盤（３８）機械連接，支架Ｂ（３１）上安裝有滑塊（３２），中心軸（３７）一端安裝在滑塊（３２）上，滑塊（３２）可帶動中心軸（３７）上下移動，用來調節待加工內螺紋的產品中心軸線水平，大端圓盤（３８）和支架Ａ（３０）機械連接，大端圓盤（３８）和定位分度盤（３６）可拆卸連接，待加工內螺紋的產品的大端坐在定位分度盤（３６）上與小端圓盤（３４）一起繞中心軸（３７）轉動，中心軸（３７）按９０°等分旋轉，使每個待加工內螺紋孔轉到加工點；　（４）將待加工內螺紋的產品裝到步驟（３）所述的裝夾工裝的中心軸（３７）上，待加工內螺紋的產品兩端用小端圓盤（３４）和大端圓盤（３８）通過拉桿（３３）夾緊固定；?。ǎ担⒀b夾了待加工內螺紋的產品的裝夾工裝安裝到數控機床的工作臺上，調整工作臺角度，用裝在機床主軸上的百分表，找正產品外母線，使待加工內螺紋孔的中心軸線與機床主軸一致；　（６）加工內螺紋的底孔；?。ǎ罚┯貌襟E（１）所述的多齒螺紋成型刀具在內螺紋底孔中加工內螺紋。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷建華，李昕，孔繁良，陳良，趙建設，鄭世平，
申請(專利權)人：航天材料及工藝研究所，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]