數控車床加工刀具的改進

藍 蘭

（廣東省工業(yè)高級技工學校，廣東 韶關 512000）

在廣東的技校中，大部分使用的是廣州機床廠的GSK980T（經濟型）的數控車床，它能很好地滿足了提高產品質量、降低生產成本、提高經濟效益的要求。 所以廣州數控車床是省內使用量最大、覆蓋面最廣的一種機床。 在數控車床加工中，產品質量和勞動生產率在很大的程度上受到刀具的制約， 雖然其車刀的切削原理與普通車床基本相同，但結合加工零件的實際和數控車床的性能，合理選擇和使用與數控車床匹配的刀具是充分發(fā)揮數控車床功能和優(yōu)勢、 保證加工精度、提高勞動效率以及控制加工成本的關鍵。

現(xiàn)在有部分學校已實現(xiàn)了校企合作，如我校已與韶鋼建立了校企合作。 在此當中，企業(yè)提供原材料，而學校則提供人力、車床等一切資源對原材料進行加工，以達到企業(yè)的要求，同時，也滿足學校培訓更多具有實戰(zhàn)經驗的人才，實現(xiàn)互惠互利。然而加工過程中，也會出現(xiàn)很多的問題，重點是如何能提高生產效率？

例如：在一次韶鋼提供原材料中，要求生產加工輪軸蓋（如圖1），外形A、B 已經加工好，內孔粗加工，產品的精度要求不是很高，形狀也不太復雜，但需大批量生產（每月8000 件），數控車床是用廣州機床廠的 GSK980T（經濟型），共 10 臺。

1 原加工所使用的刀具

開始生產加工時，采用的是兩把焊接式合金車刀，分別進行粗車、精車外圓，端面及內孔的加工。

2 分析原來刀具存在的問題

在技校的教學中，大部分使用的是焊接式合金車刀，如使用這種車刀進行產品加工，主要存在的問題有以下幾個：（1）輪軸蓋零件的材料是鑄鐵，表皮較硬，使用焊接式合金車刀加工時，容易出現(xiàn)刀尖磨損，使被加工輪軸蓋零件的表面精度大大下降；（2）由于要使用兩把車刀進行加工，在加工時要求要反復換刀，程序使用的時間較長。如出現(xiàn)崩刀，則需要整刀換，增加刀具成本，同時GSK980T 的車床刀架不能按加工要求自動裝、卸刀，需要人工手動進行；（3）在加工過程中需要頻繁旋轉刀架換刀，導致刀架很容易磨損，定位精度出現(xiàn)偏差，還容易出現(xiàn)故障（平均4 天一臺）。機床廠的維修人員多次上門維修也不能解決問題，造成停產及維修費用增加；（4）由于換刀后需重新對刀、試車、調試的輔助時間增加，且兩把刀加工、刀架自動換刀和空運行行程時間也較長，大大影響了加工效率。

圖1

3 改進刀具的依據

通過在遇到問題時不斷的分析，決定改進刀具的使用，具體考慮如下：

1）選用標準化刀具。 因為輪軸蓋是批量生產，數控車刀應選用機夾可轉位車刀，原因：

（1）精度高。 保證刀片重復定位精度高，方便定位，保證刀尖位置精度，這樣刀尖磨損不需要更換整刀而只需更換刀片就行。

（2）可靠性高。結構可靠的車刀，采用復合式夾緊結構以適應刀架快速移動和換位以及整個自 動切削過程中不會松動； 迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產效率。

（3）刀具成本低。 由于是批量生產，且刀片可更換，雖然機夾刀可轉位刀片貴一些，但刀具的成本不會增加，反而降低，而且更耐用。

2）優(yōu)化刀具結構。盡可能用少的刀具加工出工件上盡可能多的待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面的相互位置精度。在刀的結構上如果能把加工輪軸蓋的兩把刀合并成 “一把刀”進行加工，則：

（1）不旋轉刀架。 只有“一把刀”在加工，那就不需要旋轉刀架，刀架就不會由于磨損而影響精度，也不會引發(fā)停產、維修等麻煩，減少故障發(fā)生。

（2）保護定位銷釘。“一把刀”定位只需要一組定位銷釘，而且如果用了標準化刀具，換刀只在刀尖的松、緊定位螺絲，不用松緊刀架的定位銷釘裝、拆刀桿，刀架的定位銷釘不會被損壞。

4 改進后的刀具

本人通過以上分析、研究，根據現(xiàn)有的認識和加工條件，從刀具結構的設計、工藝處理、程序的處理等方面去解決了輪軸蓋零件加工中使用刀具的問題，具體方法如下：

（1）將兩把機夾可轉位車刀合為一把機夾刀（如圖2）。 刀桿經熱處理，用螺絲固定刀尖A、B，這樣“一把刀”同樣可以完成原來兩把刀同樣的工作，而且裝、卸“一把刀”比原來兩把刀省時一半。

圖2

（2）用改進后的刀具加工時無須轉換刀架，很好地解決了由于要頻繁旋轉刀架換刀所帶來的空行程，減少了由此引起的故障和維修問題。

（3）刀具磨損后只需要松開螺絲將不重磨刀片轉過適當角度或更換，做簡單的刀補行程修改即可繼續(xù)加工，大大的提高效率。

5 注意事項

（1）將不重磨刀片A、B 放在螺絲固定在左、右兩邊，要保證兩刀片尖在同一平面上。

（2）編寫程序時必須要以A、B 兩個刀尖為兩個獨立刀位點設兩組刀補（01、02），在轉換刀尖時刀具要離開工件一定的距離，防止刀具和工件發(fā)生碰撞。

（3）刀具每班要檢查一次，以保證刀架的鎖緊力。

（4）程序編寫：

表1

6 結論

通過改進刀具和加工方法后，很好地解決了經濟型數控車床批量加工產品上刀具存在的問題，大大縮短了停產待修；調試時間及刀具自動換刀、空運行行程時間；減輕操作者勞動強度；節(jié)約成本明顯。

致謝：

筆者在編寫本文的過程中，了解且學習到很多新的知識，感謝各位數控老師傅們給出的建議和細心地教導。

［1］謝曉紅，主編.數控車削編程與加工技術[M].電子工業(yè)出版社，2005.

［2］張超英，主編.數控車床[M].化學工業(yè)出版社，2003.

［3］陳吉紅，楊克沖，主編.數控機床實驗指南[M].華中科技出版社，2004.

［4］薛源順，主編.機床夾具設計[M].機械工業(yè)出版社，2005.

［5］楊黎明，黃凱，等，編.機械零件設計手冊[S].國防工業(yè)出版社，1987.