新型數(shù)控機(jī)械加工進(jìn)刀工藝的改進(jìn)措施

杜榮波

（中國第一重型機(jī)械股份公司重型裝備事業(yè)部生產(chǎn)設(shè)備部，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

數(shù)控加工技術(shù)隨著科技的發(fā)展，在機(jī)械螺旋刀口進(jìn)尺的加工中應(yīng)用比較廣泛，如何改進(jìn)加工工藝的路線，使得機(jī)械加工質(zhì)量能進(jìn)一步的提升，改進(jìn)加工速度和質(zhì)量，是具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。

1 數(shù)控機(jī)械加工的工藝現(xiàn)狀

數(shù)控機(jī)械加工現(xiàn)在多數(shù)地方仍舊是使用幾十年前的那種工藝，這種傳統(tǒng)的加工工藝設(shè)置是專門針對先前那種條件下的設(shè)備和刀具情況來設(shè)定的工藝方法，其加工的效率低下、質(zhì)量也比較差，對于現(xiàn)今數(shù)控機(jī)械加工的市場需求，已經(jīng)難以達(dá)到要求了。各個(gè)數(shù)控機(jī)械加工企業(yè)的銑床生產(chǎn)廠家都大量的投入人力、財(cái)力、物力，去研究新的加工工藝方法以達(dá)到提高臥式銑床升降臺(tái)的加工質(zhì)量和加工效率的目的，從而能迅速的搶占現(xiàn)今數(shù)控加工市場。文章針對目前數(shù)控加工工藝的現(xiàn)狀，提出將高速切削的加工工藝技術(shù)借用到臥式銑床升降臺(tái)的加工過程中，同時(shí)根據(jù)高速切削的加工特點(diǎn)針對臥式銑床升降臺(tái)的具體加工中的工藝進(jìn)行了改進(jìn)，從而提高了加工的質(zhì)量和效率，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)械加工工藝的改進(jìn)。整個(gè)機(jī)械加工進(jìn)刀路線示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)械加工進(jìn)刀路線示意圖

螺紋沿Z軸方向，也就是常說的長度方向，采取交替進(jìn)刀的方式，來進(jìn)行加工。首先從牙底圓弧中心線向右邊和左邊兩邊同時(shí)進(jìn)行偏移，以小段直線的方式來逼近，設(shè)計(jì)程序來控制每次切削時(shí)橫向走刀的起始點(diǎn)位置和進(jìn)刀的次數(shù)，以達(dá)到精確走刀的方式；在X軸方向，采用分層進(jìn)刀的方式，沿著直徑方向分層進(jìn)刀，每次進(jìn)刀的深度為0.9毫米；對于其它類型的螺紋進(jìn)刀方式，采用以牙寬的中點(diǎn)為中心線向左右兩邊同時(shí)偏移的方式進(jìn)刀，粗加工走刀路線示意圖如圖1所示。

1.1 在Z軸方向上走刀次數(shù)的設(shè)定

沿Z軸方向走刀，也就是長度方向上走刀，即為橫向走刀。其走刀次數(shù)的計(jì)算描述如下：

“橫向進(jìn)刀初始點(diǎn)以左的進(jìn)刀次數(shù)”加上“橫向進(jìn)刀初始點(diǎn)以右的進(jìn)刀次數(shù)”之后等于“Z軸方向走刀次數(shù)”。對于橫向進(jìn)刀初始點(diǎn)以左的進(jìn)刀次數(shù)的計(jì)算過程如下：將牙型高度與精加工量之差，這里記之為A，徑向進(jìn)刀次數(shù)與每次徑向進(jìn)刀量之乘積記之為B，左邊角（TAN）與每次橫向進(jìn)刀值之商記之為C，則橫向進(jìn)刀初始點(diǎn)以左的進(jìn)刀次數(shù)為A與B之差，再乘以C的值。

整個(gè)機(jī)械加工過程如圖2所示，收刀和進(jìn)刀點(diǎn)的位置如圖2中所示。

圖2 機(jī)械加工收刀和進(jìn)刀點(diǎn)位置

整個(gè)進(jìn)刀程序結(jié)構(gòu)框如圖3所示。

圖3 加工進(jìn)刀流程圖

需要注意的是：加工螺紋時(shí)，在螺紋的開始和結(jié)束部分由于機(jī)床Z向電機(jī)需要加、減速，會(huì)出現(xiàn)一段不完整牙形，因此應(yīng)設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段，以消除伺服機(jī)構(gòu)滯后造成的螺距誤差。

2 改進(jìn)工藝后的使用效果

改進(jìn)工藝后切削加工技術(shù)中的進(jìn)刀速度都比較快，其“高速”是一個(gè)相對概念。對于不同的加工方法和工件材料，高速切削加工時(shí)應(yīng)用的切削速度并不相同。一般認(rèn)為高于(5～l0)倍的普通切削速度的切削加工定義為高速切削加工。高速切削在實(shí)際生產(chǎn)中切削鋁合金的速度范圍為1500～5500m/min，銅材為1000m/min以上，鑄鐵為500m/min～1500m/min，鋼為300～800m/min，切削進(jìn)給速度已高達(dá)4m/min～40m/min。對于不同的加工方法采用不同的切削速度，其中，車削為700～7000m/min，銑削為300～6000m/min，鉆削為200～1100m/min，磨削為 9000～21600m/min。

高速進(jìn)到的有點(diǎn)有：能隨切削速度提高，采用較小的切削深度和厚度，刀具的每刃切削量極小，所以切削力隨之減小，切削力平均可減小30%以上，有利于加工薄壁零件和脆性材料。隨切削速度提高，單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除率增加，加工效率提高。高速切削加工時(shí)，切屑很高的速度排出，帶走了90%以上的切削熱，傳給工件的熱量很少，減少了工件的內(nèi)應(yīng)力和熱變形，提高加工精度。轉(zhuǎn)速的提高，使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，減小了振動(dòng)，大大降低了加工表面粗糙度。由于采用新型高硬度材料，高速切削可加工硬度HRC(45～65)的淬硬鋼鐵件，取代磨削加工。

[1] 余偉.XX發(fā)動(dòng)機(jī)甩油盤陶瓷刀片數(shù)控加工[A].2010年“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”學(xué)術(shù)交流論文集[C]，2010.

[2] 于學(xué)全，邵大鵬，倪紅軍，王永剛，燕超鵬，師淑娟.孔口倒角工藝及刀具研究[A].第十七屆全國大功率柴油機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C]，2011，(總第).

[3] 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢[A].機(jī)床與液壓學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C]，2004，(總第).