松德刀具解決方案之工程機械

上海松德數控刀具制造有限公司 （201614） 施勇川

工程機械作為機械工業領域中的一個重要分支，在整個工業領域有著舉足輕重的地位。因此，工程機械行業也一直是上海松德數控刀具制造有限公司技術團隊重點對待、重點突破的應用領域。在多年與客戶溝通探討解決過程中，團隊在不少零件加工過程中積累了豐富的經驗，如臂架、動臂、斗桿、轉臺、料斗、軌鏈節以及履帶板等部件的加工，并同時不斷積累完善了各零件的全套刀具解決方案。以下為我司為一些工程機械零部件提供的典型加工部位解決方案。

1. 履帶板深孔加工方案

工件材質：鋼，加工設備：臥式加工中心，帶內冷。如圖1為工件示意，加工難點：深孔加工，長徑比較大，達7倍多，且孔的表面粗糙度值要求較高Ra=1.6μm，客戶有節拍要求。加工方案：粗鏜+精鏜。粗加工使用兩頭對鏜相接，精加工采用整體合金鏜桿+精鏜刀+強力刀柄，如圖2所示。目前此方案也可加工，但是缺點是效率慢，無法滿足工藝節拍要求，零件為大批量加工件，無法滿足生產任務，客戶不滿意。經技術優化加工方案為專用鏜刀柄+防振鏜刀，如圖3所示。可以看到刀具整體懸伸比原來短了46mm，并且連接剛性比原方案好多了，原來為強力刀柄摩擦抱緊結構，現方案為鏜刀專用接口螺釘后拉剛性鎖緊。更重要一點，防振原理從原來的硬質合金桿防振改變為內置專用防振系統的防振鏜桿，圖4為防振刀具實物圖。

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

附表為客戶使用防振鏜刀與原硬質合金鏜刀參數對比表，從表中可看出刀具的振動成為了機床實現高生產效率的限制因素，振動迫使加工參數（如切削速度、背吃刀量、進給量等）相應降低，硬質合金桿就只能選擇比較低的切削參數，而改用防振鏜桿后，切削參數就提高不少。這樣單孔鏜孔時間得到較大縮短，客戶一個工件上需要鏜兩個孔，整個工件的加工效率提高820%，效果是顯而易見的，客戶對于孔的表面質量也非常滿意，圖4為此刀具實物圖。防振刀具應用于其他場合也有較多，圖5為φ80mm桿10倍徑防振刀具實物圖。目前上海松德數控刀具制造有限公司防振刀具為方便客戶選用，已將防振刀具標準系列化，長徑比6～10倍車刀、鏜刀。常備庫存，鏜刀鏜孔直徑從φ21～φ212mm，可實現粗精鏜及反鏜加工，車刀桿φ12～φ60mm，也可非標定制面銑刀柄、專用防振刀等，性價比、交期等優勢明顯。打破此類刀具的進口壟斷，實現國產化，并已推廣應用于各個領域。

圖 5

切削參數對比

2. 反面加工方案

工程機械中有許多反面加工部位，上海松德數控刀具制造有限公司在反面加工有一套整體解決方案。根據工件、機床、要求等不同工況可以選擇不同的反面加工類型。如標準模塊式可調反鏜刀、非標專用反鏜刀、反銑刀、反刮刀等。

（1）大刀盤反銑面：針對某一客戶動臂零件反面加工，結合客戶實際要求（盡可能各零件各機床能通用兼顧）。機床：落地鏜銑床。專門設計了一款φ700mm的大刀盤，以滿足客戶要求。考慮到此類刀盤的自重問題，將刀體用高強度的航空鋁合金加工，由于刀盤直徑過大，使用航空鋁合金后的重量還是比較重。此結構一般推薦直徑安裝于W軸加工，增加刀具連接剛性。但是有時在現場也會拿刀柄直接裝著就用了，因為W軸拆裝刀具要麻煩多了，刀柄可用拉釘主軸直接拉緊比較快速方便，如圖6所示刀具圖樣。現場客戶所用參數：切削深度ap=4mm，線速度vC=175m/min，每齒進給Fz=0.12mm/r，加工平穩。

圖 6

圖 7

（2）反銑飛刀：客戶臂架反面加工，過孔φ110mm，反面加工直徑至230mm，板厚90mm，軸向余量5mm，不采用大刀盤銑削。難點：反加工面過寬達到2.5d，軸向余量也較多。松德技術團隊分析后，決定使用分刀銑削法，采用非標兩面刃反銑刀加工直徑至175mm，再用偏心式反銑飛刀加工至尺寸要求，如圖8所示。此方案不僅可實現自動換刀，且刀具較輕快簡單，無論是加工成本還是交貨周期都具備相當優勢。

圖 8

（3）軸承反刮刀：客戶挖掘機動臂反面加工，要求過孔直徑65mm，反面加工直徑至D260mm，軸向余量7mm，為減少輔助時間，一刀完成加工。加工設備：鏜銑床。難點：反刮面直徑是過孔直徑的4倍，常規單刀片反鏜或者反刮加工無法滿足，大刀盤加工結合客戶實際情況無法接受。松德技術團隊分析研究并與客戶溝通后設計一款軸承式導向反刮面刀具，加工完成后，表面的接刀痕客戶可經過打磨達到要求。刀具如圖9所示，此系列方案在客戶處得到廣泛應用，到現在已經完成多種規格種類的定制，刀具反刮直徑范圍從150～270mm不等。

圖 9

（4）自動伸縮式反刮刀：加工鉸鏈座反面，工件過孔直徑D50mm，反刮面直徑D115mm，一個工件有多個面需要加工，原加工工況為白鋼條手動換刀加工，效率低、工人手動換易出錯，且加工表面平面度等效果不佳，設備：加工中心。松德的解決方案為自動伸縮式反刮刀，與標準刀具一致，加工完畢后可入刀庫實現流水化作業不停機。由于單邊切削面寬，切削力較大，針對性的研發了專用材質刀片，配上專用刮面刃口及高質量的表面涂層處理，保證了切削輕快穩定及耐崩刃性。如圖10為反刮刀進退刀加工步驟示意圖，依靠機床進給與工件端面位置的相互配合達到自動進退刀功能，示圖紅色部分為反刮切削部位。圖11為現場加工照片。反刮刀加工視頻請掃描圖12所示二維碼。

圖 10

圖 11

圖 12

在工業4.0時代背景的新形勢下，工程機械對刀具也提出了更高的要求，上海松德數控刀具制造有限公司已做好準備迎接新的挑戰，在刀具的高效、高速、高穩定性方面進一步加強，進一步突破，為整個行業及中國工業發展貢獻自己一份微薄的力量。