一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法。所述一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法例如包括：(X1)获取待加工圆柱外螺纹的大径D、小径D1和螺距P、以及螺纹铣刀的大径d；(X2)基于所述螺距P、所述小径D1和所述大径d确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；(X3)基于所述大径D和所述大径d确定外螺纹铣削切入方式；(X4)计算外螺纹铣削切入轨迹；(X5)优化所述外螺纹铣削切入轨迹。本发明专利技术实施例提供的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法可减少铣刀切入工件时的过切量、提高圆柱外螺纹的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法
本专利技术涉及外螺纹铣削的加工工艺，尤其涉及一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法。
技术介绍
螺纹应用广泛，在飞机、汽车以及航空航天设备中都随处可见，因此螺纹加工精度就显得尤为重要。传统的外螺纹加工一般采用螺纹车刀车削螺纹或采用板牙手工攻丝。随着数控机床的快速发展，螺纹铣削加工技术在机械制造业中的应用越来越广泛。并且，同一把螺纹铣刀可加工不同旋向的外螺纹和相同螺距不同直径的外螺纹，同时提高了螺纹的加工精度和加工效率。但是，当螺纹铣刀切入和切出工件时，铣刀会在工件上产生过切现象，极大地影响外螺纹的加工精度。因此，迫切需要提出一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，以减少外螺纹铣削切入过程产生的过切，从而提高圆柱外螺纹的加工精度。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例提供一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，可减少干涉、提高螺纹的加工精度。一方面，本专利技术实施例提供一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，包括步骤：(X1)获取待加工圆柱外螺纹的大径D、小径D1和螺距P、以及螺纹铣刀的大径d；(X2)基于所述螺距P、所述小径D1和所述大径d确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；(X3)基于所述大径D和所述大径d确定外螺纹铣削切入方式，其中：当时，所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式，螺旋切入夹角α2满足：0＜α2＜π，所述外螺纹铣削切入轨迹的螺旋半径Rp满足：Rp＝eRt，其中当时，所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式，在切向切入方式下螺纹铣刀径向运动轨迹沿Y轴的位移变量t满足：0＜t＜f，其中计算外螺纹铣削切入轨迹，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：优化所述外螺纹铣削切入轨迹，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，优化后的所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：另一方面，本专利技术实施例还提供一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，包括：获取待加工圆柱外螺纹的尺寸参数和螺纹铣刀的尺寸参数；基于所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数和所述螺纹铣刀的尺寸参数确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；基于所述外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt和所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数确定外螺纹铣削切入轨迹；以及通过改变所述外螺纹铣削切入轨迹的轴向位移优化所述外螺纹铣削切入轨迹。在本专利技术一个实施例中，所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数包括所述待加工外螺纹的大径D、小径D1和螺距P，所述螺纹铣刀的尺寸参数包括所述螺纹铣刀的大径d。在本专利技术一个实施例中，所述基于所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数和所述螺纹铣刀的尺寸参数确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt，其中外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt满足：在本专利技术一个实施例中，所述基于所述外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt和所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数确定外螺纹铣削切入轨迹的步骤，具体包括：确定外螺纹铣削切入方式；基于所述外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt和所述待加工圆柱外螺纹的螺距P确定所述外螺纹铣削切入轨迹。在本专利技术一个实施例中，当外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式，螺旋切入夹角α2满足：0＜α2＜π，所述外螺纹铣削切入轨迹的螺旋半径Rp满足：Rp＝eRt，其中e满足：当外螺纹铣削切入方式为切向切入方式，在切向切入方式下螺纹铣刀径向运动轨迹沿Y轴的位移变量t满足：0＜t＜f，其中f满足：在本专利技术一个实施例中，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：在本专利技术一个实施例中，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，优化后的所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：上述技术方案可以具有如下优点：本专利技术实施例提供的圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法通过改变外螺纹铣削切入轨迹的轴向位移来减少螺纹铣刀切入时的干涉，从而提高圆柱外螺纹的加工精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法的流程示意图；图2为半螺旋切入方式下螺纹铣刀的轴向运动示意图；图3为半螺旋切入方式下螺纹铣刀的径向运动示意图；图4为切向切入方式下螺纹铣刀的轴向运动示意图；图5为切向切入方式下螺纹铣刀的径向运动示意图；图6为半螺旋切入方式下优化后的螺纹铣刀的径向运动轨迹示意图；图7为切向切入方式下优化后的螺纹铣刀的轴向运动轨迹示意图；图8为半螺旋切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹的三维示意图；图9为半螺旋切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在X-Y平面的投影示意图；图10为半螺旋切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在X-Z平面的投影示意图；图11为半螺旋切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在Y-Z平面的投影示意图；图12为切向切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹的三维示意图；图13为切向切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在X-Y平面的投影示意图；图14为切向切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在X-Z平面的投影示意图；图15为切向切入方式下优化前、后的螺纹铣刀的运动轨迹在Y-Z平面的投影示意图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，其为本专利技术一实施例提供的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法的流程示意图。本专利技术实施例提供的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法适用于多轴机床采用螺纹铣刀20加工圆柱外螺纹10(参见图2至图5)。所述多轴机床可例如为三轴(X-Y-Z)联动及以上(例如四轴甚至五轴)数控机床。螺纹铣刀20可例如为多齿侧铣螺纹铣刀。圆柱外螺纹10可例如为三角形螺纹(即普通螺纹)。具体地，请参阅图1至图7，本专利技术实施例提供的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法包括：步骤X1获取待加工圆柱外螺纹10的尺寸参数例如大径D、小径D1和螺距P、以及螺纹铣刀20的尺寸参数例如大径d。具体地，在得知圆柱外螺纹10的尺寸例如公称直径(大径D)和螺距P后，可通过计算得到小径D1。根据螺距P计算螺纹牙型的原始三角形高度H，计算式为：根据圆柱外螺纹10的大径D和螺纹牙型的原始三角形高度H计算圆柱外螺纹小径D1，计算式为：当然也可通过查询相关手册或者标准获取圆柱外螺纹10的小径D1。步骤X2，基于螺距P、小径D1和大径d确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt。典型的，在螺纹铣刀20加工圆柱外螺纹10之前，需要规划和确定螺纹铣刀20的运动轨迹。螺纹铣刀20的运动轨迹例如指的是螺纹铣刀20底部端面中心点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，其特征在于，包括步骤：(X1)获取待加工圆柱外螺纹的大径D、小径D1和螺距P、以及螺纹铣刀的大径d；(X2)基于所述螺距P、所述小径D1和所述大径d确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；(X3)基于所述大径D和所述大径d确定外螺纹铣削切入方式，其中：当

【技术特征摘要】
1.一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，其特征在于，包括步骤：(X1)获取待加工圆柱外螺纹的大径D、小径D1和螺距P、以及螺纹铣刀的大径d；(X2)基于所述螺距P、所述小径D1和所述大径d确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；(X3)基于所述大径D和所述大径d确定外螺纹铣削切入方式，其中：当时，所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式，螺旋切入夹角α2满足：0＜α2＜π，所述外螺纹铣削切入轨迹的螺旋半径Rp满足：Rp＝eRt，其中当时，所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式，在切向切入方式下螺纹铣刀径向运动轨迹沿Y轴的位移变量t满足：0＜t＜f，其中(X4)计算外螺纹铣削切入轨迹，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：(X5)优化所述外螺纹铣削切入轨迹，当所述外螺纹铣削切入方式为半螺旋切入方式时，优化后的所述外螺纹铣削切入轨迹满足：当所述外螺纹铣削切入方式为切向切入方式时，所述外螺纹铣削切入轨迹满足：2.一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，其特征在于，包括：获取待加工圆柱外螺纹的尺寸参数和螺纹铣刀的尺寸参数；基于所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数和所述螺纹铣刀的尺寸参数确定外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt；基于所述外螺纹加工轨迹的螺旋半径Rt和所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参数确定外螺纹铣削切入轨迹；以及通过改变所述外螺纹铣削切入轨迹的轴向位移优化所述外螺纹铣削切入轨迹。3.如权利要求2所述的一种圆柱外螺纹螺旋铣削切入轨迹优化方法，其特征在于，所述待加工圆柱外螺纹的尺寸参...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡自化，樊远皞，唐翊然，陈小告，秦长江，张旭东，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43