利用車削中心插制軸向圓弧槽

■河北太行機械工業有限公司 （石家莊 052160） 賈 燦 靳小海 高卓景

利用車削中心插制軸向圓弧槽

■河北太行機械工業有限公司 （石家莊 052160） 賈 燦 靳小海 高卓景

摘要：對于鍵槽的加工，通常采用插床、拉床等設備。結合生產實例對軸向圓弧寬槽的加工方法、加工難點進行分析；利用數控車削中心C軸功能，對編制宏程序并自制專用插刀的加工方法及原理進行了闡述；利用該加工方法，不僅保證了產品的尺寸及形位公差要求，而且解決了利用專用設備所不能保證零件的高精度要求的技術難題。

加工如圖1所示的零件，經過工藝分析，認為其中的軸向圓弧寬槽是工藝難點。該圓弧槽寬20+0.2+0.1m m，長度100m m，深度2.5mm，且圓弧槽直徑大于另一端的孔徑，造成無法利用拉床拉削加工成型，而用電火花加工生產效率低，只有采用插削原理進行插制。考慮到所有普通插床難于保證零件的加工要求，嘗試利用數控車削中心進行插制，經過一段時間的試制，目前取得了不錯效果。

圖1

1. 專用插刀的設計

在實際加工過程中考慮到機床功率難于承受全型槽刀的大切削力。通過將工件進行多次分度，以“窄刀”實現寬圓弧槽加工。刀具的設計十分重要，具體到該零件，設計思路是：依據圓弧槽的寬度為20±0.2mm，弦長為φ60±0.1mm。還考慮到機床的功率因素，由經驗決定將刀具設計成弦長為7mm，主切削刃為φ60±0.1mm圓弧插刀。工件分度3次，完成槽的加工任務。插刀兩側切削刃的夾角，要考慮到工件分度后，加工夾角變小的問題。將變化量補償到插刀的兩側刃夾角之中。其變化量為：ARCSIN（10/30）-ARCSIN （3.5/30）=12.77°，計算圖示和刀具輪廓如圖2所示。

圖2

刀具材料選用W18CR4V2高速鋼，刀坯利用磨床磨削兩面保證10±0.01mm，以便保證刀具在刀桿中的定位精度，利用數控慢走絲機床加工成型，并切出5°的后角。利用工具磨床刃磨5°～ 10°的前角。

2. 加工程序的設計

由于考慮到機床功率的因素，選取的切削用量不能太大，加工時走刀次數多，在程序設計上采用了主程序調用宏變量子程序的嵌套結構，簡潔明了。同時為了保證零件的表面質量要求和在實際加工中遇到的讓刀問題（在主軸3次分度加工中，因中間一刀的兩側切削刃不參與切削而產生讓刀），在主程序中增加了一些輔助工藝程序段。加工實物如圖3所示。

圖3

以下是以FANUC數控系統編寫的實際加工程序：

O1426；

M76；

G98；

G28 H0；

T1010；

G0 C0；

X54；

Z3；

M8；

M98 P011425；

G0 Z3；

C180；

M98 P011425；

G0 Z100；

X200；

M0；

T1010；

G0 C0；

X60.2；

Z3 M8；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.15；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.2；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

C180；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.15；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.2；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z100；

M1；

T1010；

G0 C6；

X60.15；

Z3；

M8；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.15；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

C186；

X60.15；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X60.15；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z100；

X200；

M30；

O1425；

#2=0.2；

#3=55.2

WHILE[#3 LE 60] DO1

G0 X#3；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X#3；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H12.77；

X#3；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

X[#3+#2]；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H-12.77；

X[#3+#2]；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

H-12.77；

X[#3+#2]；

G1 Z-92 F1000；

X54；

G0 Z3；

#3=#3+2*#2；

END1；

M99

3. 加工過程中的問題

（1）在加工之前進行刀具微調，手動搖動刀具對工件進行微量切削，觀察刀痕接觸面和深度，將刀具向刀痕深的反方向調整。在調整時兩頂絲要“一松一頂”，直到刀具的圓弧切削刃達到均勻滿吃刀為止，最后利用刀桿軸向的頂絲將刀具壓緊。

（2）刀具前角的刃磨十分關鍵。保證刃磨后的前刀面與兩定位側面的垂直度。否則會導致切削刃切入工件有先后之分，從而使切削力不均衡，導致加工輪廓的直線度不好，而產生歪斜。因此，在工具磨刃磨刀具時應保證垂直度。

（3）在加工過程中要隨時觀察機床負載監測畫面，以不超過80%為標準，從而減少對機床的傷害。

收稿日期：（20150120）