數控車床加工刀具的改進

藍 蘭

（廣東省工業高級技工學校，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揮數控車床功能和優勢、 保證加工精度、提高勞動效率以及控制加工成本的關鍵。

現在有部分學校已實現了校企合作，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，以達到企業的要求，同時，也滿足學校培訓更多具有實戰經驗的人才，實現互惠互利。然而加工過程中，也會出現很多的問題，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，定位精度出現偏差，還容易出現故障（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，也不會引發停產、維修等麻煩，減少故障發生。

（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].電子工業出版社，2005.

［2］張超英，主編.數控車床[M].化學工業出版社，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].國防工業出版社，1987.