本發(fā)明涉及機械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種凹槽的加工方法。

背景技術(shù)：

在機械加工行業(yè)，凹槽是零部件上常見特征，例如，在某型航空發(fā)動機的零部件上，工件上設(shè)計有凹槽，凹槽深度是20毫米，寬度約115毫米，現(xiàn)有技術(shù)中，一般使用槽刀片對凹槽進(jìn)行切削加工，加工過程存在以下缺陷：由于凹槽深且寬，凹槽寬度大約是凹槽深度的5倍，在加工過程中，一方面，隨著槽刀片加工深度的增加，鐵屑不易排出，容易產(chǎn)生打刀現(xiàn)象，另一方面，由于切削過程中鐵屑未能及時排出殘留于凹槽內(nèi)，當(dāng)鐵屑堆積在凹槽內(nèi)，使切削加工過程中產(chǎn)生的任亮不能及時排出，容易產(chǎn)生卡屑現(xiàn)象，并產(chǎn)生積屑瘤，造成槽刀刀具崩刃，影響了工件的表面加工質(zhì)量，尤其是使工件的表面粗糙度達(dá)不到設(shè)計要求，此外，在加工過程中，槽刀片切削參數(shù)低，凹槽的加工效率很低，槽刀片由于懸伸長度長，剛性較差，容易產(chǎn)生振刀現(xiàn)象，影響了槽刀片的使用壽命，影響了機械加工效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種凹槽的加工方法。

本發(fā)明提供了一種凹槽的加工方法，包括以下步驟：

步驟一：準(zhǔn)備毛坯；

步驟二：在步驟一中所述的毛坯上劃出待加工區(qū)域邊線；

步驟三：使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀沿加工路徑x粗加工毛坯，并在待加工區(qū)域邊線內(nèi)側(cè)面預(yù)留加工余量；

步驟四：使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿加工路徑y(tǒng)精加工所述毛坯，切削加工步驟三所述加工余量；

所述加工余量法向厚度是0.2毫米至0.5毫米。

所述步驟三中所述使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀沿加工路徑x粗加工毛坯包括以下步驟：

步驟1：使所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀移動至所述待加工區(qū)域的一端邊線處；

步驟2：使所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向所述待加工區(qū)域深度方向沿圓弧形路徑，以進(jìn)給速度v1進(jìn)刀切削加工；

步驟3：使所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向所述待加工區(qū)域相對一側(cè)邊線方向沿直線路徑，以進(jìn)給速度v2進(jìn)刀切削加工；

步驟4：使所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向所述待加工區(qū)域與深度相反的方向沿圓弧形路徑，以進(jìn)給速度v1進(jìn)刀切削加工；

步驟5：重復(fù)步驟2至步驟4；

步驟6：使所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀移出所述待加工區(qū)域。

所述步驟2至步驟4中，所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的切削深度小于所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的寬度的四分之三；

所述步驟2或步驟4中，所述硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的半徑小于所述圓弧形路徑的半徑。

所述步驟2至步驟4中，所述進(jìn)給速度v1與所述進(jìn)給速度v2滿足以下關(guān)系：50％×v2≤v1≤60％×v2；

所述進(jìn)給速度v2的范圍是0.15mm/r至0.4mm/r。

所述步驟四中所述使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿加工路徑y(tǒng)精加工所述毛坯包括以下步驟：

步驟1：使所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀移動至所述待加工區(qū)域的一端邊線處；

步驟2：使所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿所述步驟三已加工成形后的側(cè)面輪廓線向深度方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三所述加工余量；

步驟3：使所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿所述步驟三已加工成形后的底面輪廓線向相對一側(cè)邊線的方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三所述加工余量；

步驟4：使所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片沿所述步驟三已加工成形后的側(cè)面輪廓線向與深度相反的方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三所述加工余量；

步驟5：移出所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀。

所述步驟2至步驟4中，所述硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀進(jìn)給速度是0.15mm/r至0.4mm/r。

本發(fā)明的有益效果在于：

采用本發(fā)明所提供的凹槽的加工方法，包括提供毛坯，在毛坯上劃出待加工區(qū)域邊線；使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀粗加工所述毛坯，移動所述刀具至所述待加工區(qū)域的一端邊線處，使所述刀具在所述待加工區(qū)域相對兩條邊線之間反復(fù)來回移動，切削所述待加工區(qū)域內(nèi)大部分毛坯材料，最終預(yù)留在所述待加工區(qū)域邊線內(nèi)側(cè)面法向加工余量是0.3毫米至0.5毫米；使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀精加工所述毛坯，使刀具沿步驟三已加工輪廓移動切削加工步驟三所述加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，在粗加工和精加工階段分別使用了不同的刀具，粗加工中使刀具在所述待加工區(qū)域往復(fù)擺動，使用直線加工路徑與曲線加工路徑相結(jié)合的加工方式，直線加工路徑進(jìn)給速度快，而降低了曲線加工路徑的進(jìn)給速度，避免了卡屑、崩刃等現(xiàn)象，增強了加工穩(wěn)定性，減少了刀具在切削過程中的振動，盡管刀具懸伸長度較長，但由于粗加工和精加工過程中所使用的刀具具有很強的加工剛性，提高了加工質(zhì)量和效率，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明加工路徑x的示意圖；

圖2是本發(fā)明加工路徑y(tǒng)的示意圖。

圖中：1-凹槽，2-毛坯。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但所要求的保護(hù)范圍并不局限于所述；

本發(fā)明提供了一種凹槽的加工方法，如圖1、圖2所示，包括以下步驟：

步驟一：準(zhǔn)備毛坯；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，毛坯可以是圓柱體，也可以是長方體形，當(dāng)使用圓柱體形時，可在數(shù)控車床上完成凹槽加工，當(dāng)毛坯是長方體形時，可在加工中心上完成凹槽加工。

步驟二：在步驟一中的毛坯上劃出待加工區(qū)域邊線；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，待加工區(qū)域劃線至少具有一對相對的邊線，以提高后續(xù)加工工序的加工精度，所需要加工成形的凹槽既可以是封閉的凹腔，也可以是非封閉的凹槽，凹槽或凹腔可設(shè)置于毛坯端面或毛坯側(cè)面，

步驟三：使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀沿加工路徑x粗加工毛坯，并在待加工區(qū)域邊線內(nèi)側(cè)面預(yù)留加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，加工路徑x如圖1所示，優(yōu)選使用硬質(zhì)合金方頭槽刀時，預(yù)留法向加工余量是0.3毫米至0.5毫米，若使用陶瓷圓片刀，優(yōu)選預(yù)留法向加工余量是0.2毫米至0.4毫米，使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的寬度為6毫米，硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀在使用前必須進(jìn)行檢測，避免硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀刃口出現(xiàn)裂紋等缺陷，刀具在切削加工過程中，造成崩刃的主要原因之一即是毛坯材料硬度不均勻，存在氣孔、夾砂等缺陷，而刀具若存在裂紋，則會使作用于刀具上的切削力不均勻，造成刀具崩刃，因此，仔細(xì)檢驗刀具刃口，提高刀具質(zhì)量是有效的防止刀具崩刃和打刀的措施。

步驟四：使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿加工路徑y(tǒng)精加工毛坯，切削加工步驟三加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，進(jìn)一步地，優(yōu)選硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀寬度為6毫米，硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀在使用前必須進(jìn)行檢測，避免硬質(zhì)合金圓頭槽刀片刃口出現(xiàn)裂紋等缺陷。

進(jìn)一步地，加工余量法向厚度是0.2毫米至0.5毫米。

使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，分別使用不同刀具進(jìn)行粗加工和精加工，粗加工中使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀在待加工區(qū)域往復(fù)擺動，使用直線加工路徑與曲線加工路徑相結(jié)合的加工方式，直線加工路徑進(jìn)給速度快，而降低了曲線加工路徑的進(jìn)給速度，避免了卡屑、崩刃等現(xiàn)象，增強了加工穩(wěn)定性，減少了刀具在切削過程中的振動，盡管刀具懸伸長度較長，但硬質(zhì)合金方頭槽刀片具有很強的加工鋼性，提高了加工質(zhì)量和效率，降低了生產(chǎn)成本。

步驟三中使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀沿加工路徑x粗加工毛坯包括以下步驟：

步驟1：使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀移動至待加工區(qū)域的一端邊線處；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，進(jìn)一步地，當(dāng)將述硬質(zhì)合金方頭槽刀片移動至待加工區(qū)域的一端邊線處時，可使硬質(zhì)合金方頭槽刀片快速移動，從而減少工序間隔時間，提高生產(chǎn)效率；

步驟2：使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向待加工區(qū)域深度方向沿圓弧形路徑，以進(jìn)給速度v1進(jìn)刀切削加工；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，如圖1所示，硬質(zhì)合金方頭槽刀片從a點移動至b點，這時，硬質(zhì)合金方頭槽刀片進(jìn)給速度較低，大約是直線進(jìn)給速度的50％至60％，從而有效避免硬質(zhì)合金方頭槽刀片出現(xiàn)崩刃，進(jìn)一步，優(yōu)選使硬質(zhì)合金方頭槽刀片沿圓弧形加工路徑進(jìn)給，有利于使鐵屑被刀具的旋轉(zhuǎn)帶出來，防止產(chǎn)生積屑瘤。

步驟3：使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向待加工區(qū)域相對一側(cè)邊線方向沿直線路徑，以進(jìn)給速度v2進(jìn)刀切削加工；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，如圖1所示，硬質(zhì)合金方頭槽刀片從b點移動至c點，這時，硬質(zhì)合金方頭槽刀片進(jìn)給速度較快，以最大化利用直線進(jìn)給時的加工效率，硬質(zhì)合金方頭槽刀片在告訴旋轉(zhuǎn)過程中，使鐵屑被刀具的旋轉(zhuǎn)帶出來，防止了產(chǎn)生積屑瘤。

步驟4：使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀向待加工區(qū)域與深度相反的方向沿圓弧形路徑，以進(jìn)給速度v1進(jìn)刀切削加工；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，如圖1所示，硬質(zhì)合金方頭槽刀片從c點移動至d點，這時，硬質(zhì)合金方頭槽刀片進(jìn)給速度較低，大約是直線進(jìn)給速度的50％至60％，從而有效避免硬質(zhì)合金方頭槽刀片出現(xiàn)崩刃，進(jìn)一步，優(yōu)選使硬質(zhì)合金方頭槽刀片沿圓弧形加工路徑進(jìn)給，有利于使鐵屑被刀具的旋轉(zhuǎn)帶出來，防止產(chǎn)生積屑瘤。

步驟5：重復(fù)步驟2至步驟4；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，粗加工中使硬質(zhì)合金方頭槽刀片在待加工區(qū)域往復(fù)移動，使用直線加工路徑與曲線加工路徑相結(jié)合的加工方式，最大化利用了直線加工路徑進(jìn)給速度快的特點，提高了加工效率。

步驟6：使硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀移出待加工區(qū)域。

步驟2至步驟4中，硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的切削深度小于硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的寬度的四分之三；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，優(yōu)選硬質(zhì)合金方頭槽刀片的切削深度小于硬質(zhì)合金方頭槽刀片寬度的四分之三，若硬質(zhì)合金方頭槽刀片寬度為6毫米，則切削深度不應(yīng)超過4.5毫米，使用這樣的切削參數(shù)，有利于保護(hù)硬質(zhì)合金方頭槽刀片，避免造成硬質(zhì)合金方頭槽刀片崩刃，延長硬質(zhì)合金方頭槽刀片的使用壽命。

步驟2或步驟4中，硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的半徑小于圓弧形路徑的半徑。使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，當(dāng)硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀的半徑小于圓弧形路徑的半徑時，一方面便于刀具沿進(jìn)刀路徑轉(zhuǎn)向，另一方面，刀具進(jìn)刀路徑圓弧線更長，使作用于刀具上的切削力分布范圍更大，從而減小了作用于刀具上的作用力，減少了振刀等現(xiàn)象，提高了加工穩(wěn)定性。

步驟2至步驟4中，進(jìn)給速度v1與進(jìn)給速度v2滿足以下關(guān)系：50％×v2≤v1≤60％×v2；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，優(yōu)選使用刀具按照曲線路徑加工時，使用較低的進(jìn)給速度，優(yōu)選為硬質(zhì)合金方頭槽刀片或陶瓷圓片刀直線加工進(jìn)給速度的50％至60％，從而最大可能保護(hù)刀具，減少打刀、振刀等現(xiàn)象，避免造成刀具崩刃，延長刀具的使用壽命。

進(jìn)一步地，優(yōu)選進(jìn)給速度v2的范圍是0.15mm/r至0.4mm/r。進(jìn)一步地，若使用硬質(zhì)合金方頭槽刀片，進(jìn)給速度v2的范圍是0.2mm/r至0.4mm/r，若使用陶瓷圓片刀，進(jìn)給速度v2的范圍是0.15mm/r至少0.25mm/r，使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，粗加工中分別使用不同的刀具加工，刀具在待加工區(qū)域往復(fù)移動，使用直線加工路徑與曲線加工路徑相結(jié)合的加工方式，最大化利用了直線加工路徑進(jìn)給速度快的特點，提高了加工效率。

加工路徑y(tǒng)如圖2所示，所述步驟四中所述使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿加工路徑y(tǒng)精加工所述毛坯包括以下步驟：

步驟1：使硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀移動至待加工區(qū)域的一端邊線處；

步驟2：使硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿步驟三已加工成形后的側(cè)面輪廓線向深度方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，由于使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片，硬質(zhì)合金材料具有極高的硬度，能適于加工各種材料的毛坯，如圖2所示，刀具切削加工路徑是從p點至m點，再從m點至n點，最后由n點至q點移出硬質(zhì)合金圓頭槽刀片，使用圓頭槽刀片，其刀具材料上的硬質(zhì)合金粉末材質(zhì)分布更加均勻，因而能更適于用在精加工工序，在加工過程中作用在刀具上的作用力較均勻，有效防止了硬質(zhì)合金圓頭槽刀片崩刃。

步驟3：使硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀沿步驟三已加工成形后的底面輪廓線向相對一側(cè)邊線的方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，精加工過程中使用直線進(jìn)刀路徑，最大化提高了進(jìn)給速度，提高了切削效率，使本發(fā)明的加工方法更適于大批量的工件凹槽的生產(chǎn)。

步驟4：使硬質(zhì)合金圓頭槽刀片沿步驟三已加工成形后的側(cè)面輪廓線向與深度相反的方向進(jìn)刀切削加工，切削步驟三加工余量；使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，精加工過程中使用直線進(jìn)刀路徑，最大化提高了進(jìn)給速度，提高了切削效率，使本發(fā)明的加工方法更適于大批量的工件凹槽的生產(chǎn)。

步驟5：移出硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀。

步驟2至步驟4中，硬質(zhì)合金圓頭槽刀片或硬質(zhì)合金圓片刀進(jìn)給速度是0.15mm/r至0.4mm/r。使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，若使用硬質(zhì)合金圓頭槽刀片，優(yōu)選直線進(jìn)給速度是0.2mm/r至0.4mm/r，若使用硬質(zhì)合金圓片刀優(yōu)選直線進(jìn)給速度是0.15mm/r至0.25mm/r，精加工過程中使用直線進(jìn)刀路徑，最大化提高了進(jìn)給速度，提高了切削效率，使本發(fā)明的加工方法更適于大批量的工件凹槽的生產(chǎn)。