一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置及工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置及工作方法，其中推杆一端设有圆锥部，另一端设有限位块，其上端高于推杆上端，下端低于推杆下端；刀柄沿长度方向设有第一和第二通孔，第二通孔设有内螺纹，第一通孔与推杆间隙配合，第二通孔小径与限位块直径相同，第二通孔深度大于限位块长度，推杆远离圆锥部一端插接在第一通孔中，预紧弹簧处于压缩状态，预紧弹簧一端与限位块一端接触，限位块另一端顶紧在第一和第二通孔结合处，螺杆外螺纹与第二通孔内螺纹配合，螺杆一端顶紧在预紧弹簧另一端

【技术实现步骤摘要】
一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置及工作方法


[0001]本专利技术涉及薄壁环形件数控加工领域，具体为一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置及工作方法
。

技术介绍

[0002]对于航空发动机机匣或整体叶环等薄壁环形件，加工中通常需要在内壁或外壁进行机械划线工艺，而该类零件表面划线深度
、
划线长度
、
划线角度均有严格的工艺及设计要求，但此类薄壁零件加工后易变形，变形后一般呈椭圆状，如图1所示的待加工件变形趋势图，周向跳动变形量可达
0.2mm。
[0003]针对上述待加工的航空发动机薄壁环形件变形量较大的特点，目前针对此类零件的划线加工有两种方法，分别为：
1.
需要熟练钳修工人使用振动笔手动在工件刻线位置划线；
2.
采用数控加工中心使用中心钻刻线，受钻头刀尖横刃影响，刀尖与待加工的工件线接触
。
[0004]但是，以上第一种方法所划线条易歪斜
、
质量一致性差，第二种方法易导致线条过宽或歪斜，受零件变形影响，划线深浅不同，在变形工件椭圆短轴方向刻线较浅，长轴方向刻线较深
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置及工作方法，实现了在薄壁环形件的内
、
外壁精密刻线的操作，实现了刻线深浅一致
、
线条角度精确
。
[0006]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，包括刻线刀
、
刀柄
、
预紧弹簧和螺杆；
[0008]所述刻线刀的主体结构为圆柱形的推杆，推杆的一端设置有圆锥部，推杆的末端与圆锥部的底面接触，推杆与圆锥部的侧面平滑连接，推杆的另一端设置有圆柱形的限位块，限位块的上端高于推杆的上端，限位块的下端低于推杆的下端；
[0009]所述刀柄沿自身的长度方向设置有组合式通孔，所述通孔为两个相互连通且均为圆柱形的第一通孔和第二通孔，第二通孔设置有内螺纹，第一通孔与推杆间隙配合，第二通孔的小径与限位块的直径相同，第二通孔的深度大于限位块的长度，推杆远离圆锥部的一端插接在第一通孔中，预紧弹簧处于压缩状态，预紧弹簧的一端与限位块的一端接触，限位块的另一端顶紧在第一通孔和第二通孔的结合处，螺杆的外螺纹与第二通孔的内螺纹配合，螺杆的一端顶紧在预紧弹簧的另一端
。
[0010]优选的，所述刻线刀中，推杆
、
圆锥部和限位块为一体结构，限位块和推杆的中心轴重合，圆锥部纵截面的顶角为
30
～
45
度
。
[0011]优选的，所述第二通孔的小径与预紧弹簧的外径相同
。
[0012]优选的，所述的螺杆为螺栓的螺杆，螺栓的头部位于刀柄的外侧
。
[0013]优选的，所述刀柄由平滑连接的圆柱段和圆台段组成，刀柄和推杆的中心轴重合，刀柄远离预紧弹簧的一端为圆台状
。
[0014]进一步，所述第一通孔的中心轴
、
第二通孔的中心轴与刀柄的中心轴均重合，第二通孔的长度为第一通孔的
1.5
～2倍
。
[0015]优选的，所述刻线刀的材质为
W6Mo5Cr4V2AI
高速钢，刀柄的材质为
45
号钢，预紧弹簧由碳素弹簧钢丝制成
。
[0016]一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置的工作方法，基于上述任一项所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，包括如下步骤；
[0017]S1
，根据待加工的薄壁环形件材质，设定加工时的切削力
F
n
，根据
F
n
计算出预紧弹簧的压缩量
f
；
[0018]S2
，将螺杆在第二通孔的内螺纹中旋转，当预紧弹簧达到压缩量
f
时停止，完成所述自适应精密刻线装置的调试；
[0019]S3
，将调试好的所述自适应精密刻线装置装夹在数控加工中心上，对待加工的薄壁环形件进行周向刻线加工
。
[0020]进一步，
S1
中所述的压缩量
f
按如下公式得到：
[0021]其中，
D
为预紧弹簧的中径，单位为
mm
，
n
为预紧弹簧的有效圈数，
G
为预紧弹簧的切变模量，单位为
MPa
，
d
为预紧弹簧的直径，单位为
mm。
[0022]进一步，所述
S3
采用数控加工中心的主轴刀柄夹持待加工的薄壁环形件，所述自适应精密刻线装置在周向移动时的上
、
下位移均不超过
0.02mm。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0024]本专利技术一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，刻线刀的圆锥部形成刀尖，可用于钛合金及高温合金航空发动机的薄壁环形件的刻线加工，预紧弹簧安装在刀柄的型腔
(
即第二通孔
)
内，受预紧弹簧的作用力，可通过旋转螺杆调整其在刀柄内的位置，保证刻线刀在刀柄内伸缩灵活，螺杆压缩预紧弹簧，产生的预紧力作用于刻线刀
。
由于刻线刀直接与薄壁环形件接触刻线，刻线刀可在螺杆位置固定后在一定范围内自由伸缩，这样预紧弹簧起到缓冲切削力的作用，实现了刻线刀与工件的柔性接触
。
即使工件周向变形量大，在不同圆周方向刻线时，刀柄内部的预紧弹簧通过伸缩缓冲了刻线刀的切削力，对工件的变形量进行了补偿，保证加工后工件在周向刻线深度的一致性和精确性
。
[0025]本专利技术一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置的工作方法，工件受到的径向切削力
F
n
与预紧力
F
T
相同，因此可根据待加工的薄壁环形件材质，设定加工时的切削力
F
n
，而根据
F
n
可计算出预紧弹簧的压缩量
f
，这样可将螺杆在第二通孔的内螺纹中旋转，完成自适应精密刻线装置的调试，最后装夹在数控加工中心上，可对待加工的薄壁环形件进行周向刻线加工
。
本专利技术用于航空发动机易变形的薄壁环形件内
、
外壁刻线的刻线加工，能够非常快速
、
精确的进行刻线，加工质量非常高，提供了一种能够自适应薄壁环形件变形量的刻线方法，解决了现有刻线方法线条深浅不一
、
角度误差大
、
费时费力的问题，填补了该领域的空白，应用前景广阔
。
附图说明
[0026]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，包括刻线刀
(1)、
刀柄
(2)、
预紧弹簧
(3)
和螺杆
(4)
；所述刻线刀
(1)
的主体结构为圆柱形的推杆，推杆的一端设置有圆锥部，推杆的末端与圆锥部的底面接触，推杆与圆锥部的侧面平滑连接，推杆的另一端设置有圆柱形的限位块，限位块的上端高于推杆的上端，限位块的下端低于推杆的下端；所述刀柄
(2)
沿自身的长度方向设置有组合式通孔，所述通孔为两个相互连通且均为圆柱形的第一通孔和第二通孔，第二通孔设置有内螺纹，第一通孔与推杆间隙配合，第二通孔的小径与限位块的直径相同，第二通孔的深度大于限位块的长度，推杆远离圆锥部的一端插接在第一通孔中，预紧弹簧
(3)
处于压缩状态，预紧弹簧
(3)
的一端与限位块的一端接触，限位块的另一端顶紧在第一通孔和第二通孔的结合处，螺杆
(4)
的外螺纹与第二通孔的内螺纹配合，螺杆
(4)
的一端顶紧在预紧弹簧
(3)
的另一端
。2.
根据权利要求1所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，所述刻线刀
(1)
中，推杆
、
圆锥部和限位块为一体结构，限位块和推杆的中心轴重合，圆锥部纵截面的顶角为
30
～
45
度
。3.
根据权利要求1所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，所述第二通孔的小径与预紧弹簧
(3)
的外径相同
。4.
根据权利要求1所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，所述的螺杆
(4)
为螺栓的螺杆，螺栓的头部位于刀柄
(2)
的外侧
。5.
根据权利要求1所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，所述刀柄
(2)
由平滑连接的圆柱段和圆台段组成，刀柄
(2)
和推杆的中心轴重合，刀柄
(2)
远离预紧弹簧
(3)
的一端为圆台状
。6.
根据权利要求5所述的用于数控加工中心的自适应精密刻线装置，其特征在于，所述第一通孔的中心轴<...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩靖宇，王宏叶，冯志强，艾明明，侯可为，雷海峰，杨森，张智，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：