具有開槽與清根功能的銑頭的研制

■齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司 （黑龍江齊齊哈爾 161005） 王哲元

噴管作為液體火箭發(fā)動機關(guān)鍵部件，具有薄壁、溝槽數(shù)量多及母線線型復雜等特點，致使各條槽加工精度的一致性難保證。

為了提高噴管加工效率和加工質(zhì)量，研制一種具有開槽及清根功能的銑頭，有效解決了噴管開槽數(shù)量大、加工效率低和加工精度低的難題。

圖1 銑頭加工示意

1. 工件的加工特點

圖1中的錐型回轉(zhuǎn)體是要加工的對象，需要在外圓表面上加工出上百條寬度只有幾毫米的溝槽。該溝槽上部開通，下部并沒有開通，但要求是清根槽，只能使用小直徑圓柱立銑刀來加工，而刀具直徑太小，剛性很差，切削狀況不好，加工效率低，遠遠無法滿足生產(chǎn)要求。針對該情況，研制了一種具有開槽及清根功能的銑頭，很好地解決了這一問題。該銑頭配有相互獨立的兩套主軸，分別裝夾圓盤銑刀及圓柱立銑刀，加工時先用圓盤銑刀開槽，但在出槽的下部有一小部分殘留高度無法加工，這時將銑頭轉(zhuǎn)180°，使用圓柱立銑刀加工殘留高度，如圖1所示。兩種刀具結(jié)合使用，充分發(fā)揮圓盤銑刀效率高及圓柱立銑刀（圓柱立銑刀的軸線可繞A軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對不同曲率工件的法向加工）能清根的優(yōu)勢。圖1中開槽銑刀中心到聯(lián)接體中心線的距離L1與清根銑刀軸線到聯(lián)接體中心線的距離L2相等，工件錐度或外母線曲率變化時，可調(diào)整A軸角度來改變電主軸的軸線方向，實現(xiàn)法向加工。

2. 銑頭結(jié)構(gòu)特點

1）銑頭包括聯(lián)接體、T型銑頭體及電主軸座3個單元（見圖2），其中聯(lián)接體單元包括聯(lián)接體及C軸蝸桿副；T型銑頭體單元包括銑頭體、錐齒輪副、雙頭螺桿、夾爪、主軸、拉釘、傳動軸、軸承套、定位裝置、刀桿和開槽銑刀等；電主軸座單元包括電主軸座、A軸蝸輪蝸桿副、電主軸和清根銑刀等。

圖2 銑頭結(jié)構(gòu)

T型銑頭體與聯(lián)接體串接，并可繞聯(lián)接體軸線（主機主軸軸線）360°回轉(zhuǎn)（C軸）。電主軸座與T型銑頭體的一端串接，也可繞T型銑頭體另一軸線（與聯(lián)接體軸線相垂直）360°回轉(zhuǎn)（A軸）。T型銑頭體繞C軸轉(zhuǎn)動時，能保證0°及180°兩個位置上，電主軸軸線（清根銑刀軸線）與開槽銑刀的中心線完全重合。

2）開槽銑刀主軸具有手動夾刀功能，由于電主軸座的存在，導致主軸從主軸尾部通過螺桿拉緊刀柄（見圖3）的傳統(tǒng)軸向手動夾刀方式無法實現(xiàn)。徑向手動夾刀機構(gòu)如圖4所示，在主軸上加工有徑向圓柱孔，在孔中裝有拉爪（見圖5）。拉爪的主要特點是零件整體加工完成后，需沿軸線切成對稱的兩半，這兩半上分別加工旋向不同的螺孔，其他形狀及尺寸完全相同。將這兩半分別擰到雙旋向雙頭螺栓上，組裝好后一起裝配到主軸的孔內(nèi)，雙頭螺栓軸向固定，只能轉(zhuǎn)動不能軸向移動。當轉(zhuǎn)動雙頭螺栓時，拉爪的兩半會沿著螺栓的軸線同時相向運動，當兩個半爪之間的距離變小時，拉爪孔變小，在錐面的作用下，把拉釘向主軸的尾部拉動。由于拉釘是擰緊到刀柄上的，這就相當于刀柄向主軸尾部進行了位移，也就保證了刀柄的錐面與主軸的錐面緊緊接觸，達到夾緊的目的。

3）T型銑頭體繞C軸線轉(zhuǎn)動可實現(xiàn)180°精確分度定位，在T型銑頭體上裝有手動定位銷，聯(lián)接體上加工兩個定位孔（分別用于0°及180°）。開槽銑刀柄上裝有鋸片銑刀，并通過隔墊來調(diào)整鋸片銑刀的中心位置，使其到C軸回轉(zhuǎn)中心的距離與電主軸軸線到C軸回轉(zhuǎn)中心的距離相等。通過這兩項措施，可保證T型銑頭體在0°及180°兩個位置上，電主軸軸線與開槽銑刀的中心線完全重合。

圖3 傳統(tǒng)軸向手動夾刀示意

圖4 徑向手動夾刀示意

圖5 拉爪結(jié)構(gòu)

3. 結(jié)語

由于采用同一種附件就實現(xiàn)了槽銑刀開槽與立銑刀清根兩種不同工藝，銑頭不用更換，工件無需重新裝夾，即可使零件的加工質(zhì)量和效率得到提升。另外，由于立銑刀的軸線是可傾斜的，所以能夠用于具有不同錐度及不同曲率的圓錐體的開槽清根加工，應用范圍更廣。