快速加工內(nèi)型的“落料法”技術(shù)

中國(guó)兵器工業(yè)第203 研究所 (陜西西安 710065)張永智 郭 穎

在日常生產(chǎn)和數(shù)控大賽凸凹配合件的加工中，我們會(huì)遇到許多需要掏空內(nèi)部、保證內(nèi)型尺寸的零件，如圖1 所示。

圖1

遇到這種情況，我們會(huì)根據(jù)裝夾條件和具體情況，通常是找到某個(gè)合適的下刀點(diǎn)，然后刀具切入，繞輪廓尺寸邊緣一周，再刀具切出，將中心材料以完整的方式“掏”出來(lái)，最后精加工從而達(dá)到尺寸要求。這樣做節(jié)省加工時(shí)間，比較好。但刀具在加工過程中會(huì)存在不確定的折斷現(xiàn)象，當(dāng)然不是說每一次都那么倒霉，也有非常順利的時(shí)候。但是，我們無(wú)法保證每一次都那么順利。尤其是遇到不銹鋼等難加工材料更是如此!

分析原因，我們總結(jié)得出:刀具在直徑方向的滿刀切削，使得中心切除材料、刀具和未切除材料間無(wú)任何活動(dòng)空間，等刀具繞完輪廓一周，中心材料將要斷裂時(shí)，會(huì)有一個(gè)朝刀具方向擠壓的力(中心切削材料和刀具緊挨著，當(dāng)材料快要斷裂時(shí)，之前的平衡被打亂，勢(shì)必會(huì)朝著刀具方向擠壓)，同時(shí)可能引起刀具微小的竄動(dòng)，從而使刀具折斷。

當(dāng)然，在某些場(chǎng)合，例如裝夾條件不好或是中心去除量不是很多的情況，我們也可以將中間材料由中心向邊緣逐漸去除達(dá)到，但此種方法效率低，且刀具的磨損較大，不屬本文討論范疇，本文討論的是采用第一種方法，即如何不折斷刀具，同時(shí)又節(jié)省時(shí)間。下面詳細(xì)介紹“落料法”的改進(jìn)措施。

1.留適當(dāng)余量切出容屑空間

需要采用兩把刀，并且刀具直徑采用一大一小，相差在2mm 以上(如φ10mm 和φ8mm)。

采用直徑較大的刀具(如φ10mm)，調(diào)用已編制好的內(nèi)型加工程序，滿刀切削(切削寬度和刀具直徑相等)加工內(nèi)型輪廓，不加工到內(nèi)型尺寸，使得在輪廓內(nèi)側(cè)邊留0.3～0.5mm 余量，在底面留0.5～1mm 余量。

這步很關(guān)鍵，目的是使第一次加工完后中心要切除的材料和未切除材料間有少量連接，依然成為一個(gè)整體。如圖2 所示。

圖2

輪廓內(nèi)側(cè)邊和底面的余量根據(jù)材料和具體情況而定，可適當(dāng)增大減少。材料較軟余量留多點(diǎn)，反之則留少點(diǎn)。主要原則是切削完后材料依然是一個(gè)整體，既保持一定的剛性又不使后續(xù)刀切削費(fèi)力。

2.去除中心材料并保證尺寸

這里分兩步進(jìn)行。

(1)換用直徑較小的刀具(如φ8mm)，輪廓內(nèi)側(cè)邊則仍留0.3～0.5mm 余量，再次調(diào)用程序加工，使得中心材料能夠成功掉落。

這期間，直徑小的刀具不是滿刀切削，側(cè)刃只是在原來(lái)φ10mm 加工會(huì)后的原尺寸上的再加工，切深則大于工件厚度(切透工件)。在切削過程中，刀具側(cè)刃只和輪廓內(nèi)側(cè)一邊接觸，另一邊則屬自由狀態(tài)，未和任何東西接觸。這樣，刀具側(cè)刃未接觸的這邊和要去除材料的外側(cè)形成了空隙(為中心材料的掉落提供了空間)，當(dāng)?shù)毒呒磳⒗@完輪廓一周時(shí)(此時(shí)最好能適當(dāng)降低進(jìn)給速度)，中心材料會(huì)在沒有了本體支撐和重力作用下斷裂掉落，從而達(dá)到我們?nèi)コ行牟牧系哪康?。如圖3 所示。

圖3

以上輪廓粗加工程序的編寫建議采取法向加刀具補(bǔ)償方式。不建議采取圓弧切入切出方式。因?yàn)槌绦蚶@完一周回到切入點(diǎn)前，或者從切入到下刀點(diǎn)取消刀補(bǔ)的過程中，材料有可能隨時(shí)斷裂而碰到刀具。當(dāng)然也可以抬刀后取消刀補(bǔ)，總之以粗加工已去除中心材料為原則就行。

上面的第一步也有一種手工方法，就是用榔頭敲。找個(gè)鏨子或者磨個(gè)堅(jiān)硬點(diǎn)的類似刨子之類的金屬長(zhǎng)條(一端磨尖)，用榔頭敲擊長(zhǎng)條，沿著留有0.5～1mm 底面四周戳出若干個(gè)孔，然后拿榔頭從中心材料中間部位往下敲擊，將其敲落。但這種方法優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，不需要另外起動(dòng)機(jī)床用刀具加工，缺點(diǎn)是要掌握好手勁，否則易引起工件位移或變形。

(2)將程序稍作修改，調(diào)整刀補(bǔ)直至滿足加工尺寸要求。建議根據(jù)情況采取圓弧切入切出、深度逐次疊加方式。

3.結(jié)語(yǔ)

此種方法靈活簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)，且省時(shí)省力，主要特點(diǎn)就是利用了刀具半徑差帶來(lái)的加工間隙，使刀具切削安全順利，是一種很好的加工方法，希望能給大家的加工提供一些幫助。