本发明涉及汽车零件加工领域，特别涉及一种加工台阶孔倒角用球形铣刀及加工台阶孔倒角的加工方法。
背景技术：
在轴套和汽车变速箱外壳、汽车转向节等与轴类零件配合的结构(工件)中，有些零件除了设置与轴类零件配合的中心孔外，还需要设置与中心孔垂直的侧孔。由于装配的需要，中心孔在各个位置的直径可能不同，因此，在不同直径的交接位置形成分界面，如果侧孔设在分界面位置，会导致侧孔与中心孔相交位置在分界面位置形成两部分，并且两部分并不连接在一起，而加工好侧孔后，通常需要在侧孔两端加工倒角，而在加工侧孔与中心孔直径较大处相交的位置时，容易切削到分界面，因此加工难度大。
现有的加工方式中，为了避免切削到分界面上，在加工该侧孔与中心孔相交位置的倒角时，对于位于中心孔直径较大的那部分，通常采用人工手动打磨的方式完成，因此，劳动强度大。
可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种加工台阶孔倒角用球形铣刀及加工台阶孔倒角的加工方法，解决现有的加工台阶孔的倒角需要采用人工手动打磨的方式而导致劳动强度大的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种用于加工台阶孔倒角的球形铣刀，包括刀柄和球形刀头，球形刀头小于或等于半个球面，且在球形刀头外表面设有刀刃，刀柄的直径小于最大的刀刃最宽部位的外径，且刀柄的轴线与球形刀头的端面垂直。
一种加工台阶孔倒角的加工方法,包括以下步骤：
选择所述的球形铣刀，所述球形铣刀的刀刃最宽部位外径大于工件的台阶孔的直径，且球形铣刀的刀刃最宽部位外径与刀柄的直径的差大于工件的台阶孔分界面高度差的2倍；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线伸入工件的中心孔内，且球形铣刀端面与台阶孔的分界面对齐；
驱动球形铣刀转动；
球形铣刀沿台阶孔的轴线方向移动至刀刃与台阶孔边沿接触；
球形铣刀移动台阶孔的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔边沿；
刀刃在切割台阶孔边沿的同时，球形铣刀同时沿中心孔的轴线和台阶孔的轴线方向移动，直至球形铣刀不再与工件接触，球形铣刀的走刀轨迹形成弧形轨迹a；
球形铣刀移动至工件的中心孔的轴线重合；
驱动球形铣刀停止转动；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线移出工件的中心孔外；
工件以台阶孔的轴线为中心旋转180°；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线伸入工件的中心孔内，且球形铣刀端面与台阶孔的分界面对齐；
驱动球形铣刀转动；
球形铣刀沿台阶孔的轴线方向移动至刀刃与台阶孔边沿接触；
球形铣刀移动台阶孔的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔边沿；
刀刃在切割台阶孔边沿的同时，球形铣刀同时沿中心孔的轴线和台阶孔的轴线方向移动，直至球形铣刀不再与工件接触，球形铣刀的走刀轨迹形成弧形轨迹b；
球形铣刀移动至工件的中心孔的轴线重合；
驱动球形铣刀停止转动；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线移出工件的中心孔外。
所述的加工台阶孔倒角的加工方法中，刀柄长度大于台阶孔与工件端面之间的距离以及加上台阶孔直径的和。
所述的加工台阶孔倒角的加工方法中，中心孔最小位置的直径大于球形铣刀的刀刃最宽部位外径。
所述的加工台阶孔倒角的加工方法中，球形铣刀切割台阶孔边沿时，开启冷却液；球形铣刀不再与工件接触后，关闭冷却液。
所述的加工台阶孔倒角的加工方法中，在选择球形铣刀的步骤之前，还包括固定工件，且工件的中心孔轴线与刀柄的轴线平行。
所述的加工台阶孔倒角的加工方法中，刀刃突出刀头外表面的高度大于一次走刀的切割量。
有益效果：通过设置球形刀头小于或等于半个球面、刀柄的直径小于最大的刀刃最宽部位的外径且刀柄的轴线与球形刀头的端面垂直的球形铣刀，使得可以实现对台阶孔进行倒角。其中在加工时，球形铣刀的轴线与工件的中心孔平行，由于刀柄的轴线与球形刀头的端面垂直，因此球形刀头的端面可以与分界面贴合，并且在分界面所在平面作为切削走刀起点，可避免切削到中心孔内壁面。因此经过上述的走刀路线进行对台阶孔进行倒角，能精准的在加工设备上自动完成台阶孔的倒角，不需要人工手动打磨，降低劳动强度，提高生产效率。
附图说明
图1是工件的结构示意图。
图2是球形铣刀的结构示意图。
图3是加工台阶孔倒角的加工方法的走刀示意图，其中，图形中的箭头指示球形铣刀的方向。
图4是走刀在弧形轨迹a和弧形轨迹b位置时球形铣刀在工件上的位置示意图。
主要元件符号说明：1-工件，1.1-中心孔，1.2-台阶孔，1.3-分界面，2-球形铣刀，2.1-刀柄，2.2-球形刀头，2.3-刀刃。
具体实施方式
本发明提供一种加工台阶孔倒角用球形铣刀及加工台阶孔倒角的加工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
参阅图1-4，一种加工台阶孔倒角的加工方法,包括以下步骤：
a.选择球形铣刀2。其中，所选择的球形铣刀2包括刀柄2.1和球形刀头2.2，球形刀头2.2小于或等于半个球面，且在球形刀头2.2外表面设有刀刃2.3，刀柄2.1的直径小于最大的刀刃2.3最宽部位的外径，且刀柄2.1的轴线与球形刀头2.2的端面垂直，使得在切削中心孔1.1直径较大位置处的那部分台阶孔1.2的倒角时，球形刀头2.2的端面可以与分界面1.3贴合，避免切削到分界面1.3上。在本申请的实施例中，与分界面1.3与台阶孔1.2的轴线在同一平面作为实施例进行描述。
球形铣刀2的刀刃2.3最宽部位外径大于工件1的台阶孔1.2的直径；且球形铣刀2的刀刃2.3最宽部位外径与刀柄2.1的直径的差大于工件1的台阶孔1.2分界面1.3高度差的2倍；其中具体的球形铣刀2的刀刃2.3最宽部位外径的大小还需要根据台阶孔1.2的直径，保证在切削时，球形铣刀2能切削到台阶孔1.2与分界面1.3交接的边沿。
b.球形铣刀2沿工件1的中心孔1.1的轴线伸入工件1的中心孔1.1内，且球形铣刀2端面与台阶孔1.2的分界面1.3对齐。在加工中，由于工件1的分界面1.3的参数是已知的，因此以分界面1.3作为球形铣刀2进行切削起点所在平面，方便定位，以及提高定位的精度，避免切削到中心孔1.1内壁面。
c.驱动球形铣刀2转动。其中，球形铣刀2的转速以及移动球形铣刀2的速度在加工设备上设置，加工设备可以为铣床或加工中心。
d.球形铣刀2沿台阶孔1.2的轴线方向移动至刀刃2.3与台阶孔1.2边沿接触。
e.球形铣刀2移动台阶孔1.2的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔1.2边沿。其中，具体的切割量根据刀具以及工件1的材料设置，并且符合切削工艺的参数标准，避免切削量过大而导致刀刃2.3崩坏。其中，当需要切削的量超出一次走刀的切割量时，可以设置多次走刀，使得最终完成需要切削的量。在本申请的实施例中，以一次走刀完成所需要切削的量进行阐述。
f.刀刃2.3在切割台阶孔1.2边沿的同时，球形铣刀2同时沿中心孔1.1的轴线和台阶孔1.2的轴线方向移动，直至球形铣刀2不再与工件1接触，球形铣刀2的走刀轨迹形成弧形轨迹a。
g.球形铣刀2移动至工件1的中心孔1.1的轴线重合。
h.驱动球形铣刀2停止转动。
i.球形铣刀2沿工件1的中心孔1.1的轴线移出工件1的中心孔1.1外。
上述中，工件1以分界面1.3为加工台阶孔1.2倒角的起始点，进而根据球形铣刀2和台阶孔1.2的大小，确定球形铣刀2的走刀轨迹形成弧形轨迹a，并且以远离分界面1.3位置为退刀位置，在球形铣刀2的走刀轨迹过程中存在向上抬刀的过程，因此，该加工工艺不需要另外设置退刀位置，并且能将对应倒角加工完成。
上述的工序步骤中，为加工被分界面1.3分开的台阶孔1.2的其中一部分的倒角。在加工另一部分时，需要将工件1以台阶孔1.2的轴线为中心旋转180°，使得球形铣刀2在加工时可以按上述的方式再进行走刀一次，但由于分界面1.3分开的台阶孔1.2的两部分处的中心孔1.1直径并不相同，因此在球形铣刀2的走刀距离需要适应的调整。
因此，在加工被分界面1.3分开的台阶孔1.2的另一部分的倒角时，执行如下步骤：
j.工件1以台阶孔1.2的轴线为中心旋转180°。
k.球形铣刀2沿工件1的中心孔1.1的轴线伸入工件1的中心孔1.1内，且球形铣刀2端面与台阶孔1.2的分界面1.3对齐。
l.驱动球形铣刀2转动。
m.球形铣刀2沿台阶孔1.2的轴线方向移动至刀刃2.3与台阶孔1.2边沿接触。
n.球形铣刀2移动台阶孔1.2的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔1.2边沿。
o.刀刃2.3在切割台阶孔1.2边沿的同时，球形铣刀2同时沿中心孔1.1的轴线和台阶孔1.2的轴线方向移动，直至球形铣刀2不再与工件1接触，球形铣刀2的走刀轨迹形成弧形轨迹b。
p.球形铣刀2移动至工件1的中心孔1.1的轴线重合。
q.驱动球形铣刀2停止转动。
r.球形铣刀2沿工件1的中心孔1.1的轴线移出工件1的中心孔1.1外。
经上述工序对台阶孔1.2的另一部分的倒角的加工。
在时间应用中，如果台阶孔1.2的两部分所在的中心孔1.1的直径差较大时，对于位置工件1中心孔1.1直径较小的那部分台阶孔1.2进行倒角时，在确保在走刀过程中不会切削到中心孔1.1内壁面的前提下，也可以根据上述的步骤反向走刀，并且工件1不需要以台阶孔1.2的轴线为中心旋转180°的工序，节省工艺步骤。
具体的，刀柄2.1长度大于台阶孔1.2与工件1端面之间的距离以及加上台阶孔1.2的直径的和，确保球形铣刀2可以加工到台阶孔1.2的位置；中心孔1.1最小位置的直径大于球形铣刀2的刀刃2.3最宽部位外径；刀刃2.3突出刀头外表面的高度大于一次走刀的切割量，确保球形铣刀2了说加工台阶孔1.2的倒角的加工条件。
球形铣刀2切割台阶孔1.2边沿时，开启冷却液；球形铣刀2不再与工件1接触后，关闭冷却液。
在选择球形铣刀2的步骤之前，还包括固定工件1，且工件1的中心孔1.1轴线与刀柄2.1的轴线平行。
参照图1，一种加工台阶孔倒角用的球形铣刀，包括刀柄2.1和球形刀头2.2，球形刀头2.2小于或等于半个球面，且在球形刀头2.2外表面设有刀刃2.3，刀柄2.1的直径小于最大的刀刃2.3最宽部位的外径，且刀柄2.1的轴线与球形刀头2.2的端面垂直。
本发明中，通过设置球形刀头2.2小于或等于半个球面、刀柄2.1的直径小于最大的刀刃2.3最宽部位的外径且刀柄2.1的轴线与球形刀头2.2的端面垂直的球形铣刀2，使得可以实现对台阶孔1.2进行倒角。其中在加工时，球形铣刀2的轴线与工件1的中心孔1.1平行，由于刀柄2.1的轴线与球形刀头2.2的端面垂直，因此球形刀头2.2的端面可以与分界面1.3贴合，并且在分界面1.3所在平面作为切削走刀起点，可避免切削到中心孔1.1内壁面。因此经过上述的走刀路线进行对台阶孔1.2进行倒角，能精准的在加工设备上自动完成台阶孔1.2的倒角，不需要人工手动打磨，降低劳动强度，提高生产效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
1.一种用于加工台阶孔倒角的球形铣刀，其特征在于，包括刀柄和球形刀头，球形刀头小于或等于半个球面，且在球形刀头外表面设有刀刃，刀柄的直径小于最大的刀刃最宽部位的外径，且刀柄的轴线与球形刀头的端面垂直。
2.一种加工台阶孔倒角的加工方法,其特征在于，包括以下步骤：
选择如权利要求1所述的球形铣刀，所述球形铣刀的刀刃最宽部位外径大于工件的台阶孔的直径，且球形铣刀的刀刃最宽部位外径与刀柄的直径的差大于工件的台阶孔分界面高度差的2倍；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线伸入工件的中心孔内，且球形铣刀端面与台阶孔的分界面对齐；
驱动球形铣刀转动；
球形铣刀沿台阶孔的轴线方向移动至刀刃与台阶孔边沿接触；
球形铣刀移动台阶孔的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔边沿；
刀刃在切割台阶孔边沿的同时，球形铣刀同时沿中心孔的轴线和台阶孔的轴线方向移动，直至球形铣刀不再与工件接触，球形铣刀的走刀轨迹形成弧形轨迹a；
球形铣刀移动至工件的中心孔的轴线重合；
驱动球形铣刀停止转动；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线移出工件的中心孔外；
工件以台阶孔的轴线为中心旋转180°；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线伸入工件的中心孔内，且球形铣刀端面与台阶孔的分界面对齐；
驱动球形铣刀转动；
球形铣刀沿台阶孔的轴线方向移动至刀刃与台阶孔边沿接触；
球形铣刀移动台阶孔的轴线方向移动一次走刀的切割量距离，切割台阶孔边沿；
刀刃在切割台阶孔边沿的同时，球形铣刀同时沿中心孔的轴线和台阶孔的轴线方向移动，直至球形铣刀不再与工件接触，球形铣刀的走刀轨迹形成弧形轨迹b；
球形铣刀移动至工件的中心孔的轴线重合；
驱动球形铣刀停止转动；
球形铣刀沿工件的中心孔的轴线移出工件的中心孔外。
3.根据权利要求2所述的加工台阶孔倒角的加工方法，其特征在于，刀柄长度大于台阶孔与工件端面之间的距离以及加上台阶孔直径的和。
4.根据权利要求2所述的加工台阶孔倒角的加工方法，其特征在于，中心孔最小位置的直径大于球形铣刀的刀刃最宽部位外径。
5.根据权利要求2所述的加工台阶孔倒角的加工方法，其特征在于，球形铣刀切割台阶孔边沿时，开启冷却液；球形铣刀不再与工件接触后，关闭冷却液。
6.根据权利要求2所述的加工台阶孔倒角的加工方法，其特征在于，在选择球形铣刀的步骤之前，还包括固定工件，且工件的中心孔轴线与刀柄的轴线平行。
7.根据权利要求2所述的加工台阶孔倒角的加工方法，其特征在于，刀刃突出刀头外表面的高度大于一次走刀的切割量。
技术总结