CN111673399A - 游星零件窗口加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种游星零件窗口加工方法，包括以下步骤：a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；b、钻削加工，喷施冷却液，采用钻削对窗口加工区进行垂直钻孔，形成通孔以去除部分加工余量，通孔形成用于铣刀伸入的空间以及排屑通道和冷却液通道；c、铣削加工，将铣刀伸入通孔内进行铣削加工并采用冷却液辅助降温以去除加工余量，再进行精加工，获得游星零件窗口。本发明的游星零件窗口加工方法，先利用效率高效的钻削加工通孔快速去除部分余量，同时通孔为铣削提供排屑通道及冷却液流通通道，再将铣刀伸入通孔内进行切削去除加工余量。铣削加工的整个刀刃受力均匀，避免刀刃过度损耗。

Description

游星零件窗口加工方法

技术领域

本发明涉及减速器领域，特别地，涉及一种游星零件窗口加工方法。

背景技术

减速器中游星结构零件为减速器的主体结构零件，零件含有多处窗口结构，窗口中用于安装游星齿轮零件，形成完整的游星结构零件进行减速。如图1和图2所示，窗口正视为矩形结构，加工余量较大，加工前窗口处为实体结构，通常使用逐层铣削的方式去除余量进行加工。逐层铣削方法通过铣刀从窗口外侧逐层铣削进入去除余量，铣削进入过程中主要为铣刀刀刃前端参与切削，使得铣刀利用效率较低；同时铣刀刀刃前端磨损快，导致铣刀寿命减短，增加游星零件窗口加工成本。

发明内容

本发明提供了一种游星零件窗口加工方法，以解决直接采用铣刀进行铣削逐层加工方式下铣刀刀刃磨损重，寿命减短，并且工作效率较低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种游星零件窗口加工方法，游星零件窗口为圆角矩形结构，包括以下步骤：

a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；

b、钻削加工，喷施冷却液，采用钻削对窗口加工区进行垂直钻孔，形成通孔以去除部分加工余量，通孔形成用于铣刀伸入的空间以及排屑通道和冷却液通道；

c、铣削加工，将铣刀伸入通孔内进行铣削加工并采用冷却液辅助降温以去除加工余量，再进行精加工，获得游星零件窗口。

进一步地，钻削加工的通孔布设在窗口加工区的中央；铣削加工的路径采用由窗口加工区的中央向窗口切割线周向迂回加工方式。

进一步地，钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的5％～15％。

进一步地，钻削加工的通孔为多个，多个通孔分别布设在窗口切割线的圆角处；铣削加工路径采用沿相邻2个通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式，以沿窗口切割线铣削加工一周。

进一步地，通孔的直径小于窗口切割线的短边长度的一半。

进一步地，通孔包括第一通孔和第二通孔；第一通孔为4个分别布设在窗口切割线的圆角处，第二通孔为4个等距布设在窗口加工区的中央；铣削加工路径采用沿相邻2个第一通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式。

进一步地，第一通孔与第二通孔的孔边距至少为2mm。

进一步地，钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的55％～75％。

进一步地，铣刀的刀刃长度小于游星零件窗口的加工深度时，采用分层铣削加工方式；分层铣削加工方式具体步骤包括：喷施冷却液，将铣刀伸入通孔内进行铣削加工去除第一层剩余的加工余量，第一层的深度小于铣刀的刀刃长度，再将铣刀伸入通孔内进行铣削加工去除第二层剩余的加工余量，直至完成所有加工余量的去除。

进一步地，精加工采用整体铣刀进行精加工处理；整体铣刀的刀刃长度大于游星零件窗口的加工深度。

本发明具有以下有益效果：

本发明的游星零件窗口加工方法，先利用效率高效的钻削垂直加工通孔快速去除部分加工余量，同时通孔为铣削加工提供排屑通道及冷却液流通通道，形成的通孔空间也为后续铣刀伸入提供空间，再将铣刀伸入通孔内进行切削去除加工余量。上述钻削加工中，通孔为铣削加工提供排屑通道，改善排屑效果，减少刀具打刀现象，提高刀具寿命，并形成冷却液流通通道，改善铣削冷却效果。上述铣削过程中，铣刀伸入通孔内，刀刃可最大化与通孔内壁接触，充分利用刀具的整体刃长，实现刀刃与加工余量接触面积最大化，以使近于刀具整个刃长长度的90％～95％参与铣削加工，以增大实际刀具切削面，从而增加单位时间内的切削面积，提高铣削加工效率。并且，铣削加工过程中，整个刀刃受力均匀，磨损均匀，避免刀刃部分区域的过度损耗，提高了刀具的利用率，并延缓了刀具的使用寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选的减速器游星零件示意图；

图2是本发明优选的减速器游星零件的窗口示意图；

图3是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工1个通孔示意图；

图4是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工4个通孔示意图；

图5是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工8个通孔示意图；

图6是本发明优选的钻削加工使用的钻头示意图；

图7是本发明优选的钻削加工示意图；

图8是本发明优选的铣削加工使用的整体合金铣刀示意图；

图9是本发明优选的铣削加工第一层示意图；

图10是本发明优选的铣削加工第二层示意图；

图11是本发明优选的铣削加工完成示意图；

图12是本发明优选的精加工使用的整体铣刀示意图；以及

图13是本发明优选的加工完成的游星零件窗口示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选的减速器游星零件示意图；图2是本发明优选的减速器游星零件的窗口示意图；图3是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工1个通孔示意图；图4是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工4个通孔示意图；图5是本发明优选的游星零件窗口加工方法的钻削加工8个通孔示意图；图6是本发明优选的钻削加工使用的钻头示意图；图7是本发明优选的钻削加工示意图；图8是本发明优选的铣削加工使用的整体合金铣刀示意图；图9是本发明优选的铣削加工第一层示意图；图10是本发明优选的铣削加工第二层示意图；图11是本发明优选的铣削加工完成示意图；图12是本发明优选的精加工使用的整体铣刀示意图；图13是本发明优选的加工完成的游星零件窗口示意图。

如图6、7、8、9、10、11、12和13所示，本实施例的游星零件窗口加工方法，游星零件窗口为圆角矩形结构，包括以下步骤：

a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；

b、钻削加工，喷施冷却液，采用钻削对窗口加工区进行垂直钻孔，形成通孔以去除部分加工余量，通孔形成用于铣刀伸入的空间以及排屑通道和冷却液通道；

c、铣削加工，将铣刀伸入通孔内进行铣削加工并采用冷却液辅助降温以去除加工余量，再进行精加工，获得游星零件窗口。

本发明的游星零件窗口加工方法，先利用效率高效的钻削垂直加工通孔快速去除部分加工余量，同时通孔为铣削加工提供排屑通道及冷却液流通通道，形成的通孔空间也为后续铣刀伸入提供空间，再将铣刀伸入通孔内进行切削去除加工余量。上述钻削加工中，通孔为铣削加工提供排屑通道，改善排屑效果，减少刀具打刀现象，提高刀具寿命，并形成冷却液流通通道，改善铣削冷却效果。上述铣削过程中，铣刀伸入通孔内，刀刃可最大化与通孔内壁接触，充分利用刀具的整体刃长，实现刀刃与加工余量接触面积最大化，以使近于刀具整个刃长长度的90％～95％参与铣削加工，以增大实际刀具切削面，从而增加单位时间内的切削面积，提高铣削加工效率。并且，铣削加工过程中，整个刀刃受力均匀，磨损均匀，避免刀刃部分区域的过度损耗，提高了刀具的利用率，并延缓了刀具的使用寿命。

如图3所示，本实施例中，钻削加工的通孔布设在窗口加工区的中央。铣削加工的路径采用由窗口加工区的中央向窗口切割线周向迂回加工方式。采用钻头在窗口加工区的中央垂直钻孔形成1个通孔，依据游星零件的结构特点，上述通孔可以去除部分加工余量，通孔的孔径大于铣刀的尺寸，此时钻削加工主要为铣削加工提供加工空间，使得铣刀进入通孔内，实现铣刀接近于整个刃长的刀刃与孔壁材料接触，形成近似满刃的铣削加工，铣削加工为去除加工余量的主要加工方式，铣削加工路径由通孔向窗口切割线周向迂回加工，可以是从内部向外逐渐扩大的周向运动，也可以从通孔径直向窗口切割线移动再沿窗口切割线周向运动，形成的窗口中央余量可随重力或在冷却液冲洗情况下自动脱落。优选地，钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的5％～15％。上述钻削加工的通孔设置在窗口加工区的中央，仅去除少量的加工余量，最终加工成形的游星零件窗口是以铣削加工为主，去除大部分的加工余量。上述钻削加工去除的总加工余量的5％～15％，与铣刀、以及预留的排屑通道和冷却液通道相关，依据三者确定去除的余量部分，从而满足铣刀进入并保证排屑效果和冷却效果。

如图4和图5所示，本实施例中，钻削加工的通孔为多个，多个通孔分别布设在窗口切割线的圆角处。铣削加工路径采用沿相邻2个通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式，以沿窗口切割线铣削加工一周。优选地，上述钻削加工的通孔的孔径小于等于窗口切割线的圆角的直径。高速铣削加工的过程中通常会出现振动，振动的出现必然会影响到工件表面的精度和工件的整体质量，严重的会缩短刀具乃至整个机床的使用寿命。上述游星零件窗口加工方法，在窗口切割线的圆角处先通过钻削加工通孔，再将铣刀伸入到通孔内，在相邻的通孔内做往返直线运动或摆线加工，以形成沿窗口切割线一圈的铣削路线，形成的窗口中央余量可随重力或在冷却液冲洗情况下自动脱落。一方面，通常情况下，铣刀沿窗口周向铣削窗口圆角处时，容易引起振刀，因此常常通过降低进给、切削速度来减小振刀现象，带来的结果是圆角处铣削效率低下。上述游星零件窗口加工方法，先通过钻削去掉窗口切割线的圆角，铣刀无需再加工圆角处，大大减少铣刀在圆角处的停留时间，从而减少振动的出现，保证零件的加工精度和质量；另一方面，将通孔布设在矩形结构的圆角处，铣刀在相邻的两钻通孔之间直线运动，即铣刀只沿单一方向运动，接触面减少，振动也减少，并且，由于钻削加工的通孔分布在窗口切割线的圆角处，通孔数量增加，钻削加工的加工余量也增加，减少了铣销的加工余量，而且，直线运动减少铣刀运动路径，又进一步的减少铣销的加工余量，从而减少铣削振动的发生。优选地，钻削加工的通孔为4个，分别布设在窗口切割线的圆角处。

本实施例中，通孔的直径小于窗口切割线的短边长度的一半。虽然在钻削加工效率高，可以快速去除部分加工余量，但是因钻头本身在钻削加工时，受到偏心分力容易导致发偏，为了避免钻头周向局部材料的不完整对钻头形成额外的偏心力，因此设计通孔的直径小于窗口切割线的短边长度的一半，以防止钻头在窗口切割线的圆角处加工相邻的两个通孔时，出现一侧无材料而导致钻头受到过大偏心力而打折钻头的情况。

如图5所示，本实施例中，通孔包括第一通孔和第二通孔。第一通孔为4个分别布设在窗口切割线的圆角处，第二通孔为4个等距布设在窗口加工区的中央。铣削加工路径采用沿相邻2个第一通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式。在钻削加工过程中，先在窗口切割线的圆角处加工4个第一通孔，再在窗口加工区的中央等距加工4个第二通孔，8个通孔间隔布设，完成钻削加工，进行铣削加工，铣刀在相邻2个第一通孔之间往返直线加工或摆线加工，以形成沿窗口切割线一圈的铣削路线，形成的窗口中央余量可随重力或在冷却液冲洗情况下自动脱落。上述第二通孔进一步增加钻削加工的加工余量，减少铣销加工，降低铣削振动的发生，也增加了排屑空间和冷却液进入空间，进一步改善排屑效果和冷却效果。优选地，第一通孔与第二通孔的孔边距至少为2mm。上述第一通孔与第二通孔间隔布设，防止钻头出现周向局部无材料现象。

本实施例中，钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的55％～75％。上述钻削加工的通孔设置在窗口加工区的中央和窗口切割线的圆角处的多个区域，钻削加工去除大量的加工余量，因此，上述加工方法是以钻削加工为主。

如图8所示，本实施例中，铣刀的刀刃长度小于游星零件窗口的加工深度时，采用分层铣削加工方式；分层铣削加工方式具体步骤包括：喷施冷却液，将铣刀伸入通孔内进行铣削加工去除第一层剩余的加工余量，第一层的深度小于铣刀的刀刃长度，再将铣刀伸入通孔内进行铣削加工去除第二层剩余的加工余量，直至完成所有加工余量的去除。上述游星零件为大型零件，尺寸较大，铣刀在加工过程中，铣刀的刀刃长度过大会增加铣削振动的发生，因此，需要采用分层铣削加工方式，具体地，喷施冷却液，先采用铣削加工至工艺要求的长度的通孔，由于铣刀刀刃长度为L小于通孔的长度，采用铣刀沿预设路径加工第一层，并去除第一层剩余的加工余量，再采用铣刀加工第二层，直至完成所有加工余量。优选地，铣刀采用整体合金铣刀。

如图12所示，本实施例中，精加工采用整体铣刀进行精加工处理。整体铣刀的刀刃长度大于游星零件窗口的加工深度。上述精加工采用整体铣刀，由于精加工处理，加工量较少，可以采用刀刃长度大于游星零件窗口的加工深度的整体铣刀。

如图6、7、8、9、10、11、12和13所示，优选地，游星零件窗口加工方法，游星零件窗口为圆角矩形结构，包括以下步骤：

a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；

b、如图7所示喷射冷却液，利用如图6所示的钻头在窗口加工区的中央垂直钻孔形成一个通孔，通孔深度为90mm，通孔直径大于铣刀直径，钻削加工去除的加工余量为8.2％；

c、喷射冷却液，将整体合金铣刀采用两层铣削加工方式，如图8所示的整体合金铣刀的刀刃长为50mm，如图9所示整体合金铣刀伸入通孔内进行第一层铣削加工，以通孔为中心从内向外逐渐扩大的周向运动去除第一层加工余量，如图10所示的铣刀伸入通孔内进行第二层铣削加工，铣刀从通孔为中心从内向外逐渐扩大的周向运动去除第二层加工余量，或者，亦可径直向窗口切割线移动再沿窗口切割线周向运动，第二层的窗口中央余量随重力自动脱落，形成如图11所示的状态，再采用如图12所示的整体铣刀进行精加工，整体铣刀的刀刃长度为100mm，获得如图13所示的游星零件窗口。

优选地，游星零件窗口加工方法，包括以下步骤：

a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；

b、喷射冷却液，利用钻头在窗口切割线的圆角处垂直加工4个第一通孔，再在窗口加工区的中央等距垂直加工4个第二通孔，第一通孔与第二通孔间距为2mm，第一通孔的直径小于窗口切割线的短边长度的一半，第一通孔和第二通孔的深度为50mm，通孔直径大于铣刀直径，钻削的加工余量为68％；

c、喷射冷却液，整体合金铣刀的刀刃长为60mm，铣刀伸入第一通孔，铣刀在相邻2个第一通孔之间往返直线加工，最终形成沿窗口切割线一圈的铣削路线，窗口中央余量随重力自动脱落，再采用整体铣刀进行精加工，整体铣刀的刀刃长度为100mm，获得游星零件窗口。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种游星零件窗口加工方法，所述游星零件窗口为圆角矩形结构，其特征在于，包括以下步骤：

a、确定加工区域，在游星零件上依据设计需求加工窗口切割线，形成窗口加工区；

b、钻削加工，喷施冷却液，采用钻削对所述窗口加工区进行垂直钻孔，形成通孔以去除部分加工余量，所述通孔形成用于铣刀伸入的空间以及排屑通道和冷却液通道；

c、铣削加工，将铣刀伸入所述通孔内进行铣削加工并采用冷却液辅助降温以去除加工余量，再进行精加工，获得所述游星零件窗口。

2.根据权利要求1所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述钻削加工的所述通孔布设在所述窗口加工区的中央；

所述铣削加工的路径采用由所述窗口加工区的中央向所述窗口切割线周向迂回加工方式。

3.根据权利要求2所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的5％～15％。

4.根据权利要求1所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述钻削加工的通孔为多个，多个所述通孔分别布设在所述窗口切割线的圆角处；

所述铣削加工路径采用沿相邻2个所述通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式，以沿窗口切割线铣削加工一周。

5.根据权利要求4所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述通孔的直径小于所述窗口切割线的短边长度的一半。

6.根据权利要求5所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述通孔包括第一通孔和第二通孔；

所述第一通孔为4个分别布设在所述窗口切割线的圆角处，所述第二通孔为4个等距布设在所述窗口加工区的中央；

所述铣削加工路径采用沿相邻2个所述第一通孔之间的路线往返直线加工方式或摆线加工方式。

7.根据权利要求6所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述第一通孔与所述第二通孔的孔边距至少为2mm。

8.根据权利要求6所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述钻削加工去除的部分加工余量为总加工余量的55％～75％。

9.根据权利要求1所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述铣刀的刀刃长度小于所述游星零件窗口的加工深度时，采用分层铣削加工方式；

所述分层铣削加工方式具体步骤包括：

喷施冷却液，将铣刀伸入所述通孔内进行铣削加工去除第一层剩余的加工余量，所述第一层的深度小于所述铣刀的刀刃长度，再将铣刀伸入所述通孔内进行铣削加工去除第二层剩余的加工余量，直至完成所有加工余量的去除。

10.根据权利要求1所述的游星零件窗口加工方法，其特征在于，

所述精加工采用整体铣刀进行精加工处理；

所述整体铣刀的刀刃长度大于所述游星零件窗口的加工深度。

Images