一种台阶螺纹加工方法和加工刀具

20241220

制造业

1、成果由北京理工大学单独持有；2、本成果已授权专利

技术许可、合作开发、技术服务和咨询、技术转让等

可国（境）内外转让

会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案

北京理工大学产业开发研究院

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

一种台阶螺纹加工方法，其特征在于，包括： 对被加工件的柱面或锥面进行第一阶段加工，以在所述被加工件上形成传统螺纹；其中，所述柱面或所述锥面为所述被加工件的被加工面； 对所述第一阶段加工得到的所述传统螺纹进行第二阶段加工，以在所述传统螺纹的一个牙侧上加工出台阶状结构，从而形成台阶螺纹； 其中，所述台阶螺纹可以是外螺纹或内螺纹；所述台阶螺纹上设有一个所述台阶状结构；所述台阶状结构由台阶状母线沿所述台阶螺纹的至少部分螺旋线扫掠形成；所述台阶螺纹在其轴线平面内的轮廓线包括所述台阶状母线；所述台阶状母线包括两个端部区域和一个中部区域，三个区域按照预设角度依次连接，形成台阶状或旋转一定角度的“Z”字形折线状；所述轴线平面是指包含螺纹轴线的平面，所述传统螺纹和所述台阶螺纹均有各自的所述轴线平面；所述传统螺纹的螺纹轴线与被加工的所述台阶螺纹的螺纹轴线重合； 所述第一阶段加工和所述第二阶段加工均通过车削工艺完成； 所述对被加工件的柱面或锥面进行第一阶段加工，以在所述被加工件上形成传统螺纹，包括：利用第三车刀的第一刀头对被加工件的柱面或锥面进行第一阶段加工，以在所述被加工件上形成传统螺纹；其中，所述第三车刀的第一刀头的切削刃在车削加工基面内的投影轮廓线包括所述传统螺纹的牙型的牙底轮廓线和牙侧轮廓线； 所述对所述第一阶段加工得到的所述传统螺纹进行第二阶段加工，以在所述传统螺纹的一个牙侧上加工出台阶状结构，从而形成台阶螺纹，包括：利用第三车刀的第二刀头对所述第一阶段加工得到的所述传统螺纹进行第二阶段加工，以在所述传统螺纹的一个牙侧上加工出台阶状结构，从而形成台阶螺纹；其中，所述第三车刀的第二刀头的切削刃在车削加工基面内的投影轮廓线包括两条直线段，其中一个直线段与车削旋转轴线之间的夹角等于被加工的所述台阶螺纹的台阶角，另一直线段与车削旋转轴线之间的夹角等于预设角度，而且所述第一阶段加工和所述第二阶段加工在一个加工工序中完成；其中，所述一个加工工序包括通过一遍车削完成所述台阶螺纹的加工，或通过多遍车削完成所述台阶螺纹的加工；其中，所述台阶角是所述台阶螺纹的台阶状母线的中间直线段与所述台阶螺纹的螺纹轴线之间的夹角；所述中间直线段处于所述台阶状母线的中部区域； 所述通过一遍车削完成所述台阶螺纹的加工包括通过一遍车削使总车削深度达到所述台阶螺纹所需的预设车削深度，在所述车削的过程中，所述第三车刀的第一刀头与第二刀头先后经过所述被加工件的被加工面的同一位置，先后在所述被加工面的同一位置实现所述第一阶段加工和所述第二阶段加工； 所述通过多遍车削完成所述台阶螺纹的加工包括通过多遍车削不断增加车削深度，最终使总车削深度达到所述台阶螺纹所需的预设车削深度，每遍所述车削均在前一遍所述车削的基础上进行，且每遍所述车削结束后达到的车削深度均大于或等于前一遍所述车削结束后达到的车削深度，在每遍所述车削的过程中，所述第三车刀的第一刀头与第二刀头先后经过所述被加工件的被加工面的同一位置，随着所述车削遍数的增加，所述第三车刀的第一刀头与第二刀头分别在所述被加工面的同一位置逐步进行所述第一阶段加工和所述第二阶段加工，在最后一遍所述车削的过程中，所述第三车刀的第一刀头与第二刀头分别在所述被加工面的同一位置最终完成所述第一阶段加工和所述第二阶段加工。