CN114523268B - 一种数控机床铣刀筒夹加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及筒夹加工技术领域，具体涉及一种数控机床铣刀筒夹加工方法，包括如下步骤：前期准备、生管粗加工、生管半精加工、热处理、振动研磨、抛丸、研磨处理、切槽、针研处理以及检测包装。本申请采用的整体工艺通过多次加工和研磨抛光处理，能够有效保证筒夹的整体精度和表面质量，具有较好的实用价值及推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及筒夹加工技术领域，具体涉及一种数控机床铣刀筒夹加工方法。
背景技术
筒夹是一种夹持刀具或工件的锁紧装置，通常用在钻铣床和加工中心上。现有的筒夹主要存在问题为筒夹表面质量难以保证，在夹持过程中容易引起疲劳裂纹，影响筒夹的整体使用寿命。同时，由于反复使用容易造成夹头磨钝，导致铣刀夹持之后存在一定的偏心，对加工件表面的铣削质量造成不利影响。
当前，也有部分类似铣刀筒夹的相关技术公开，例如：申请号为CN201711124914.9中国专利公开了一种弹簧夹头加工方法，该技术方案包括步骤为：精车夹头的圆锥面，用螺纹胎保证车加工精度夹头体在精车完各个面，并钻完等分孔后，再车圆锥面，车圆锥面时以螺纹面为定位基准，首先把夹头拧到螺纹胎上，然后把螺纹胎装到机床主轴上，最后用托板上的小刀架进行切削；淬火夹头头部、尾部需淬火，夹头中间部分不淬火，以保证夹头弹性；磨削夹头圆锥面，用螺纹胎保证磨加工精度，圆锥面是夹头夹紧过程中的一个重要的定位面，圆锥面精度的好与坏，直接影响整个夹头的精度，采用磨加工用螺纹胎夹紧卡头，定位基准还是选用螺纹面；本发明加工过程简单，易于制造，提高生产效率，保证工件加工质量和尺寸要求。
但是，经过发明人深入调研和分析，该技术手段没有对筒夹表面质量进行进一步的改进，使筒夹在具体使用过程中可能会存在表面质量难以保证的技术问题。同时，上述公开的技术方案主要针对滚子的加工进行夹持，在加工受力以及具体使用方面，与铣刀筒夹存在实质性差别。例如：铣刀筒夹用于固定铣刀之后，筒夹需要随着加工主轴一起旋转运动，并且铣刀对工件表面加工时所受扭矩较大，对筒夹的整体强度及硬度要求均比较高。用于滚子加工的筒夹主要用于滚子夹持，通常针对滚子的精加工使用，受力强度不会太大，对筒夹的整体强度及质量要求也不会很高。因此，根据上述公开技术，其加工形成的筒夹质量不适用于铣刀的夹持，在筒夹加工工艺和技术上仍然需要进一步改进和提高。
基于上述，本申请提供一种数控机床铣刀筒夹加工方法，通过对加工工艺方法的合理改进和设计创新，有效提高筒夹的整体质量，使其在保证夹持稳定的同时，提高筒夹使用寿命，有效解决现有技术存在的不足和缺陷。
发明内容
本发明的目的就在于：针对目前存在的上述问题，提供一种数控机床铣刀筒夹加工方法，通过对加工工艺方法的合理改进和设计创新，有效提高筒夹的整体质量，使其在保证夹持稳定的同时，提高筒夹使用寿命，有效解决现有技术存在的不足和缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种数控机床铣刀筒夹加工方法，包括如下步骤：
步骤S1：前期准备，客户发送铣刀筒夹规格型号及技术要求确立订单，根据客户要求制定生产规划及工艺方案，并向CNC车床发放生管原材，准备工件加工；
步骤S2：生管粗加工，通过CNC车床对生管筒夹的整体表面进行粗加工，粗加工时首先以生管筒夹的内表面为定位面，对生管筒夹外表面车加工，并保证生管筒夹外表面与内表面的同轴度，再对生管筒夹的锥形端面进行车削粗加工，保证加工精度达到Ra6.3～Ra10.3；
步骤S3：生管半精加工，首先将生管垂直夹装在铣床上，以生管筒夹外表面及锥形端面作为定位面，通过铣刀对生管筒夹内孔进行铣削半精加工；然后通过传统车床对生管筒夹表面进行车削半精加工，使其表面粗糙度达到Ra3.2～Ra5.3；
步骤S3：热处理，对生管筒夹的两端分别进行淬火处理，使其硬度达到40HRC～45HRC，保证筒夹两端硬度的同时，也使未进行热处理的筒夹中间段保持弹性；
步骤S4：振动研磨，采用振动研磨抛光机对筒夹表面进行初步研磨处理，使其表面精度得到进一步保证；
步骤S5：抛丸，采用抛丸工艺对筒夹表面进行抛丸处理，使表面硬度得到进一步强化；
步骤S6：研磨处理，依次对筒夹外表面及内表面进行研磨处理，使表面粗糙度达到Ra1.2～Ra2.5，并将筒夹清洗干净，准备切槽；
步骤S7：切槽，先用立铣刀铣六等分槽，槽端面保留2mm～3mm宽的连筋；然后再用片铣刀铣分瓣用的六等分窄槽，保证窄槽端面留有3mm～4mm宽的连筋，保证筒夹整体完整；
步骤S8：针研处理，采用粗针研工艺对筒夹表面进行研磨处理，清洗干净之后进行检验，若检验不达标则再次进行抛光，直至表面质量满足要求；若检验达标则继续进行细针研处理，使表面精度达到Ra0.8～Ra1.2，然后进行镭射加工处理；
步骤S9：检测包装，对镭射加工的成品进行外观检测，将符合要求的成品进行包装并入库，等待交付客户。
优选的，所述筒夹所用材料包括65Mn弹簧钢，筒夹两端的淬火段长度为8mm～12mm，未淬火的中间段长度保持15mm～20mm。
优选的，所述筒夹的淬火温度为810℃～850℃，淬火方式为油浴淬火。
优选的，所述步骤S7中，六等分槽的开槽宽度为1.5mm～2mm，窄槽的开槽宽度为0.8mm～1.2mm。。
需要说明的是，本申请中涉及的车床、铣床、研磨设备以及镭射加工设备均为现有技术产品或现有装备，为本领域普通技术人员能够理解的技术范畴。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
一方面，本申请采用的整体工艺通过多次加工和研磨抛光处理，能够有效保证筒夹的整体精度和表面质量，具有较好的实用价值及推广价值。
另一方面，通过两端淬火，中间不淬火的方式，能够有效保证筒夹的夹持两端具备较高的硬度和强度，中间保持较好的弹性，利于夹持操作。同时，该方式还能够避免夹持操作过程中出现的脆断现象，对于提高筒夹的整体使用寿命，防止脆性裂纹具有较好的效果。
再一方面，本申请通过粗加工、半精加工、振动研磨以及针研加工等手段，能够很好的保证筒夹表面精度和质量。通过抛丸处理能够在筒夹表面形成一层塑性变形层，该塑性变形层对于提高筒夹表面耐磨性以及耐腐蚀性具有较好的提高效果，对于保证表面质量具有较好的技术效果。
最后，本申请采用镭射加工技术，无需接触工件表面即可对工件表面进行加工处理，避免了机械接触的加工变形，对于强化表面质量、保证表面原始形状具有较好的作用。
附图说明
图1为本发明的加工流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1所示：
一种数控机床铣刀筒夹加工方法，包括如下步骤：
步骤S1：前期准备，客户发送铣刀筒夹规格型号及技术要求确立订单，根据客户要求制定生产规划及工艺方案，并向CNC车床发放生管原材，准备工件加工；
步骤S2：生管粗加工，通过CNC车床对生管筒夹的整体表面进行粗加工，粗加工时首先以生管筒夹的内表面为定位面，对生管筒夹外表面车加工，并保证生管筒夹外表面与内表面的同轴度，再对生管筒夹的锥形端面进行车削粗加工，保证加工精度达到Ra6.3～Ra10.3；
步骤S3：生管半精加工，首先将生管垂直夹装在铣床上，以生管筒夹外表面及锥形端面作为定位面，通过铣刀对生管筒夹内孔进行铣削半精加工；然后通过传统车床对生管筒夹表面进行车削半精加工，使其表面粗糙度达到Ra3.2～Ra5.3；
步骤S3：热处理，对生管筒夹的两端分别进行淬火处理，使其硬度达到40HRC～45HRC，保证筒夹两端硬度的同时，也使未进行热处理的筒夹中间段保持弹性；
步骤S4：振动研磨，采用振动研磨抛光机对筒夹表面进行初步研磨处理，使其表面精度得到进一步保证；
步骤S5：抛丸，采用抛丸工艺对筒夹表面进行抛丸处理，使表面硬度得到进一步强化；
步骤S6：研磨处理，依次对筒夹外表面及内表面进行研磨处理，使表面粗糙度达到Ra1.2～Ra2.5，并将筒夹清洗干净，准备切槽；
步骤S7：切槽，先用立铣刀铣六等分槽，槽端面保留2mm～3mm宽的连筋；然后再用片铣刀铣分瓣用的六等分窄槽，保证窄槽端面留有3mm～4mm宽的连筋，保证筒夹整体完整；
步骤S8：针研处理，采用粗针研工艺对筒夹表面进行研磨处理，清洗干净之后进行检验，若检验不达标则再次进行抛光，直至表面质量满足要求；若检验达标则继续进行细针研处理，使表面精度达到Ra0.8～Ra1.2，然后进行镭射加工处理；
步骤S9：检测包装，对镭射加工的成品进行外观检测，将符合要求的成品进行包装并入库，等待交付客户。
优选的，所述筒夹所用材料包括65Mn弹簧钢，筒夹两端的淬火段长度为8mm～12mm，未淬火的中间段长度保持15mm～20mm。
优选的，所述筒夹的淬火温度为810℃～850℃，淬火方式为油浴淬火。
优选的，所述步骤S7中，六等分槽的开槽宽度为1.5mm～2mm，窄槽的开槽宽度为0.8mm～1.2mm。。
需要说明的是，本申请中涉及的车床、铣床、研磨设备以及镭射加工设备均为现有技术产品或现有装备，为本领域普通技术人员能够理解的技术范畴。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
一方面，本申请采用的整体工艺通过多次加工和研磨抛光处理，能够有效保证筒夹的整体精度和表面质量，具有较好的实用价值及推广价值。
另一方面，通过两端淬火，中间不淬火的方式，能够有效保证筒夹的夹持两端具备较高的硬度和强度，中间保持较好的弹性，利于夹持操作。同时，该方式还能够避免夹持操作过程中出现的脆断现象，对于提高筒夹的整体使用寿命，防止脆性裂纹具有较好的效果。
再一方面，本申请通过粗加工、半精加工、振动研磨以及针研加工等手段，能够很好的保证筒夹表面精度和质量。通过抛丸处理能够在筒夹表面形成一层塑性变形层，该塑性变形层对于提高筒夹表面耐磨性以及耐腐蚀性具有较好的提高效果，对于保证表面质量具有较好的技术效果。
最后，本申请采用镭射加工技术，无需接触工件表面即可对工件表面进行加工处理，避免了机械接触的加工变形，对于强化表面质量、保证表面原始形状具有较好的作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种数控机床铣刀筒夹加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：前期准备，客户发送铣刀筒夹规格型号及技术要求确立订单，根据客户要求制定生产规划及工艺方案，并向CNC车床发放生管原材，准备工件加工；
步骤S2：生管粗加工，通过CNC车床对生管筒夹的整体表面进行粗加工，粗加工时首先以生管筒夹的内表面为定位面，对生管筒夹外表面车加工，并保证生管筒夹外表面与内表面的同轴度，再对生管筒夹的锥形端面进行车削粗加工，保证加工精度达到Ra6.3～Ra10.3；
步骤S3：生管半精加工，首先将生管垂直夹装在铣床上，以生管筒夹外表面及锥形端面作为定位面，通过铣刀对生管筒夹内孔进行铣削半精加工；然后通过传统车床对生管筒夹表面进行车削半精加工，使其表面粗糙度达到Ra3.2～Ra5.3；
步骤S3：热处理，对生管筒夹的两端分别进行淬火处理，使其硬度达到40HRC～45HRC，保证筒夹两端硬度的同时，也使未进行热处理的筒夹中间段保持弹性；
步骤S4：振动研磨，采用振动研磨抛光机对筒夹表面进行初步研磨处理，使其表面精度得到进一步保证；
步骤S5：抛丸，采用抛丸工艺对筒夹表面进行抛丸处理，使表面硬度得到进一步强化；
步骤S6：研磨处理，依次对筒夹外表面及内表面进行研磨处理，使表面粗糙度达到Ra1.2～Ra2.5，并将筒夹清洗干净，准备切槽；
步骤S7：切槽，先用立铣刀铣六等分槽，槽端面保留2mm～3mm宽的连筋；然后再用片铣刀铣分瓣用的六等分窄槽，保证窄槽端面留有3mm～4mm宽的连筋，保证筒夹整体完整；
步骤S8：针研处理，采用粗针研工艺对筒夹表面进行研磨处理，清洗干净之后进行检验，若检验不达标则再次进行抛光，直至表面质量满足要求；若检验达标则继续进行细针研处理，使表面精度达到Ra0.8～Ra1.2，然后进行镭射加工处理；
步骤S9：检测包装，对镭射加工的成品进行外观检测，将符合要求的成品进行包装并入库，等待交付客户。
2.如权利要求1所述的一种数控机床铣刀筒夹加工方法，其特征在于：所述筒夹所用材料包括65Mn弹簧钢，筒夹两端的淬火段长度为8mm～12mm，未淬火的中间段长度保持15mm～20mm。
3.如权利要求1所述的一种数控机床铣刀筒夹加工方法，其特征在于：所述筒夹的淬火温度为810℃～850℃，淬火方式为油浴淬火。
4.如权利要求1所述的一种数控机床铣刀筒夹加工方法，其特征在于：所述步骤S7中，六等分槽的开槽宽度为1.5mm～2mm，窄槽的开槽宽度为0.8mm～1.2mm。
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