新型刀具在大輪拖箱體加工中的應用

■第一拖拉機股份有限公司第三裝配廠　（河南洛陽 471004）　韓小坤 蘇海龍 韓 麗

新型刀具在大輪拖箱體加工中的應用

■第一拖拉機股份有限公司第三裝配廠（河南洛陽 471004）韓小坤 蘇海龍 韓 麗

摘要：基于目前先進數控刀具技術，對加工中心加工工藝進行大膽的改進和創新，除了對加工中心新工藝改進外，以進一步提高生產效率及保證加工精度方面為工藝分析的切入點，又對普機加工進行新工藝改進。在確保產能的同時，對大輪拖零部件的加工品質也有了進一步的提高。

隨著大輪拖市場銷售的高速增長，大輪拖箱體類、殼體類零件加工能力不足嚴重制約了大輪拖產量的大幅度增長，而難點更集中在提高大功率系列傳動箱殼體、減速器殼體、前傳動箱殼體及后傳動箱殼體4大箱體零件的加工能力上。這4大箱體的加工難點在于：本身為空腔殼體，結構復雜，加工內容多，加工精度高，每種箱體僅檢測項目就有一百余項，加工精度要求高的內容都由加工中心加工，造成加工中心負荷太重，使加工中心成為提高產量的“瓶頸”。

提高機加工產量的重點在于提高數控加工整體工序能力。所以對數控刀具合理科學的應用已成為提高生產能力和企業核心競爭力的重要方面。結合目前對先進加工技術及機床的使用特點，大膽引進新工藝、新技術，不斷對傳統的加工工藝進行改進，不僅確保了產能，而且全面提升了大輪拖零部件的加工品質。

1. 優化加工中心加工工藝

數控機床與普通機床相比，對刀具提出了更高的要求，不僅要求精度高、剛性好，裝夾及調整方便，而且要切削性能強、耐用度高，因此數控刀具的選擇非常重要，刀具選擇合理與否不僅影響機床的加工效率，而且還直

接影響加工質量。

在箱體類零件的加工中心工藝改進及新技術應用中，重點對加工中心工序能力和加工內容進行了全面細致的工藝分析，結合數控工藝特點，制定先進的數控加工工藝，對傳統的銷孔、深孔、軸承孔及平面加工工藝等具體數控工藝方面進行大型改進，如各種高精度要求的加工工藝由傳統的粗、半精及精加工3～4刀完成，改進為只用半精、精加工或只有精加工一次達到加工要求。

同時考慮被加工件的材料、性能及切削工藝的類別，被加工件的幾何形狀、零件精度及切削速度等參數，根據這些因素，兼顧高速切削及高耐用度原則選用先進的高效率刀具，提高切削速度及合理的加工參數，不僅滿足現有的殼體加工要求，并兼顧不斷研制開發的大輪拖新產品和變形產品試制加工，使機加車間數控加工技術達到國內同行業領先水平，且投資少、見效快，生產效率得到極大的提高。

具體措施如下：通過對國內外知名刀具廠家（如美國肯納、以色列伊斯卡、美國斯特拉姆、德國鈷領及山特維克可樂滿等公司）的數控刀具進行調研，并與有關單位通過多次詳細的交流和分析，把密齒精銑刀、高效粗銑刀、點鉆、高精度鉆頭、新型槽刀、U鉆及鉆銑刀等納入先進高效的工藝方案并進行試用。從使用效率及降低成本方面，對新型刀具與原用刀具的使用情況進行工藝分析和比較。

原精銑刀進給量f約為300m/ m i n，采用密齒銑刀加修光刀片，f值可達700m/min，而箱體類零件加工大多都有精銑結合面，僅改進刀具一項，即可提高生產效率50%，大大提高了銑削效率；美國斯特拉姆的點鉆可代替原先的高速鋼中心鉆，不僅定心準確，且效率較高，費用也較低；德國鈷領高精度鉆頭采用鉆鉸復合設計，并且刀柄與鉆頭配合時采用了液壓夾緊，使其配合精度較高，故達到了較高的位置及尺寸精度要求，箱體定位銷孔原先均為中心鉆、鉆、鏜及鉸四刀完成，而使用該種刀具后可實現一刀或兩刀完成，同時保證位置精度的尺寸要求；伊斯卡粗銑刀具有很高的剛性及大進給量，對箱體上4mm的余量可一刀保證加工精度，且可達到f=500mm/min的高效率切削；對于槽加工，原先都為鋸片式高速鋼銑刀，效率極低且磨損后整個刀片都報廢，采用新型槽刀后，機加刀片不僅效率高，而且刀片磨損后可僅換刀片，不僅提高了效率，而且降低了成本；過去加工箱體上比較大的孔（φ20～φ35mm）常采用中心鉆、鉆、鏜及鉸四刀完成，現采用U鉆后僅鉆鉸就可保證孔位置及尺寸精度，大大提高了加工效率；箱體上的小平面及半圓類沉窩等加工，過去采用鉆小孔、擴及銑完成，現采用新型鉆銑刀后，一次完成加工，且磨損后僅更換刀片，多功能使用達到方便、可靠。

過去箱體軸承孔采用粗、半精均在組機完成，精加工在加工中心上進行加工，現采用山特維克可樂滿新型分層切削鏜刀，一刀即可完成粗、半精加工，尤其適合新產品試制加工。在刀具試用完成后，對數控加工工藝進行完善，同時結合試用結果對數控加工程序進行優化，達到工藝優化效果。

通過大量加工中心刀具的選用及工藝改進，東方紅80/90系列拖拉機僅減速器和傳動箱兩大箱體加工就節約工時25min，在不增加加工中心的前提下，產能由過去35臺/天提高到現在的90臺/天，大大降低了加工成本，并提高了生產效率。具體如附圖、附表所示。

改進工藝前后進給速度及加工工時對比圖

2. 優化普機加工工藝

對80/90系列拖拉機傳動箱上蓋的滑桿孔加工工藝進行改進，此滑桿孔直徑16mm，深達310mm，按照傳統加工工藝要求，需使用兩臺雙工位組機完成或安排三臺搖臂鉆床加工完成，在生產工藝改進中，經過刀具分析及產品結構分析，重新設計刀具及工裝夾具，采用鉆鉸倒角復合刀具，設計合理的排屑槽，并

對工裝進行合理改進，在搖臂鉆床上一次完成該孔的最終加工，顯著提高了加工效率，保證了加工質量。

加工效率及加工成本對比表

對差速器殼體表面成型加工工藝進行改進，原工藝是使用普車、磨床等進行粗、半精車及磨外圓。對先進的數控工藝分析后，確認此工藝完全由高效全功能數控車來代替車磨工藝，并大膽、合理地采取了高效數控加工新技術、新工藝，現在經過全面工藝調試并投入批量生產后，不僅效率提高了30%，而且避免了重復定位誤差，大大提高了加工質量。

另外，在結合分析刀具廠家一些先進鏜刀使用特點及結構后，對殼體類原工藝加工中所用組機上的大批鏜刀，通過改進接桿，使鏜刀頭更換為精確、耐用、可靠并易調的先進鏜刀頭，彌補了舊結構鏜刀頭在使用中不易調整、尺寸不穩及刀具磨損快的缺點，使用效果特別好。

3. 結語

目前，制造業對新技術加工需求已空前強烈，新工藝新技術在大輪拖加工中的應用也越來越廣泛，尤其在當前大規模的能力技改項目實施階段，大輪拖自制件加工工藝的先進性改進已發揮了重要作用。為提高企業產品在國內外市場競爭中的占有率，革新加工工藝，提高生產效率和產品質量，降低加工成本等新技術工藝因素正顯示出獨特的優越性。

參考文獻：

[1] 秦莉，王裕，孫盼盼. 提高大輪拖自制件加工效率[J]. 金屬加工，2010（20）: 31-33.

收稿日期：（20150302）