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動機關鍵部件，具有薄壁、溝槽數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180°，使用圓柱立銑刀加工殘留高度，如圖1所示。兩種刀具結合使用，充分發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，實現對不同曲率工件的法向加工）能清根的優勢。圖1中開槽銑刀中心到聯接體中心線的距離L1與清根銑刀軸線到聯接體中心線的距離L2相等，工件錐度或外母線曲率變化時，可調整A軸角度來改變電主軸的軸線方向，實現法向加工。

2. 銑頭結構特點

1）銑頭包括聯接體、T型銑頭體及電主軸座3個單元（見圖2），其中聯接體單元包括聯接體及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 銑頭結構

T型銑頭體與聯接體串接，并可繞聯接體軸線（主機主軸軸線）360°回轉（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（與聯接體軸線相垂直）360°回轉（A軸）。T型銑頭體繞C軸轉動時，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）的傳統軸向手動夾刀方式無法實現。徑向手動夾刀機構如圖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，雙頭螺栓軸向固定，只能轉動不能軸向移動。當轉動雙頭螺栓時，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軸線轉動可實現180°精確分度定位，在T型銑頭體上裝有手動定位銷，聯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，并通過隔墊來調整鋸片銑刀的中心位置，使其到C軸回轉中心的距離與電主軸軸線到C軸回轉中心的距離相等。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 傳統軸向手動夾刀示意

圖4 徑向手動夾刀示意

圖5 拉爪結構

3. 結語

由于采用同一種附件就實現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。