數(shù)控刀片加工效率提升探析

宋祎華

摘 要：硬質(zhì)合金數(shù)控刀片ZT03.LN1911.0009廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，該產(chǎn)品的開槽加工效率低是制約生產(chǎn)效率的最大問題，致使交期較長，不能夠滿足市場需求。在保證質(zhì)量的前提下，將刀片裝夾1片進行加工改為裝夾3片進行加工，縮短了加工輔助時間，同時對砂輪參數(shù)的調(diào)整，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，使砂輪能夠在一次磨削過程中加工更多的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：ZT03.LN1911.0009；數(shù)控刀片；效率；開槽加工

1 概述

數(shù)控機床的應(yīng)用反映了一個國家機械工業(yè)的水平。數(shù)控機床迅速普及，數(shù)控刀具供不應(yīng)求的矛盾非常尖銳。由于我國數(shù)控刀具研究工作起步晚，對硬質(zhì)合金數(shù)控刀片加工性能、硬質(zhì)合金材料去除機理、高效率批量生產(chǎn)精密級數(shù)控刀片和精化刀具等應(yīng)用基礎(chǔ)研究課題，尚未進行系統(tǒng)的研究。因此，現(xiàn)階段國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控刀具和硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片無論在質(zhì)量上，還是在品種上，都遠不能滿足生產(chǎn)的需要。

2 目前產(chǎn)品開槽生產(chǎn)狀況

該產(chǎn)品在加工中需磨削四個斷削槽，槽的加工是在M9120上采用平口鉗定位，每次裝夾1片刀片，每次加工只能夠加工1個槽，一片刀片需要裝夾四次才能夠完成加工，加工效率較低。由于該產(chǎn)品的加工效率較低，與急劇增加的市場需求不符。因此有必要從效率的角度出發(fā)，通過對工裝夾具的改進提高該產(chǎn)品的加工效率。同時開槽磨削采用成型加工方式，這要求砂輪須選用合適，以保證在產(chǎn)品合格的狀況下砂輪能夠最大限度的參與磨削。

3 工裝改進過程

3.1 夾具必須滿足的要求

為了提高刀片的加工效率，改變目前1片一裝夾的加工方式，節(jié)約輔助加工時間，現(xiàn)提出將夾具重新設(shè)計，并改為3片一裝夾的方式。要求夾具必須具備以下要求：（1）首先夾具的外觀尺寸必須符合機床要求，并能夠與機床配合，不與機床發(fā)生干涉，達到加工的目的。（2）其次，在裝夾產(chǎn)品時必須保證三片產(chǎn)品的定位一致，并能夠保證加工出的開槽的尺寸基本保證一致，并且各個尺寸的偏差不能夠超出以下要求：槽前角=10°±30′；槽底圓弧半徑=0.6±0.1；開槽寬度=2.9±0.1；槽后角=50°±30′。（3）再次，要求夾具在使用的過程中能夠有很好的重復(fù)定位精度，保證產(chǎn)品能夠在圖紙要求的尺寸范圍內(nèi)波動。

3.2 新夾具的設(shè)計

（1）首先必須符合六點定位原理；（2）其次夾具的整體結(jié)構(gòu)及手柄的位置必須便于操作；（3）開槽基座上必須有避空部位，防止刀片在磨削中與砂輪發(fā)生干涉；（4）加緊方式采用螺紋壓緊的方式；（5）在夾具上需擺出75°±30′的角度，并由一塊75°±30′的角度塊固定；（6）夾具的定位靠定位板完成，且定位板的正反放置可以完成4個槽的加工。

基于以上要求，重新設(shè)計了夾具。

4 砂輪參數(shù)的調(diào)整

砂輪參數(shù)：

目前采用的砂輪是180#，175*32*6，濃度100%。砂輪的修整是采用200*32*8的碳化硅砂輪對金剛石砂輪進行修整。由于數(shù)控刀片采用成型磨削，工裝重新進行設(shè)計，單次裝夾產(chǎn)品的數(shù)量增加，通過實驗給出合適的砂輪參數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗，給出以下幾組參數(shù)進行砂輪磨削實驗，砂輪按照刀片槽型尺寸分別進行修整，然后各加工100片該產(chǎn)開槽尺寸最重要的前角、圓弧及槽寬尺寸波動最符合要求的一組參數(shù)為80#，175*32*6，濃度100%，綜合加工效率及質(zhì)量考慮，實踐效果最好。

5 效果驗證

該產(chǎn)品采用新工裝及新砂輪后，對該工裝的使用情況及砂輪的應(yīng)用狀況進行效果驗證。

工裝：新設(shè)計的工裝；砂輪：280#，175*32*6，濃度100%。進行加工，加工情況如下：

（1）產(chǎn)品的加工效率（如表1）

由上邊可見，在使用了新的夾具后，產(chǎn)品的效率得到了提升，根據(jù)班組數(shù)據(jù)記錄，班產(chǎn)量由原來的80片/班提高到現(xiàn)在的220片/班，效率提升了175%。

（2）產(chǎn)品的加工質(zhì)量狀況

在使用新夾具和新砂輪后，加工效率得到提升，為了確保新夾具使用的穩(wěn)定性，對使用新夾具新砂輪參數(shù)加工的產(chǎn)品進行了跟蹤。下表是對加工產(chǎn)品進行的跟蹤，即在每班次均勻取樣8片進行檢測，數(shù)據(jù)結(jié)果如表2。

以上數(shù)據(jù)可以看出，該產(chǎn)品在加工控制過程中質(zhì)量控制穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)并保證產(chǎn)品質(zhì)量；且不同人員進行操作，質(zhì)量也能夠得到保證，不會因為人員的差異引起質(zhì)量問題。

綜上所述，該產(chǎn)品通過改進磨削工裝使效率得到提升，并能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。同時對加工效率的提升實驗，說明了砂輪參數(shù)的選擇對產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量有著很大的影響。

參考文獻

[1]郭秀云，李長勝.硬質(zhì)合金刀片磨損性能的實驗研究[J].新技術(shù)新工藝，2000（10）：13-14.

[2]程敏.硬質(zhì)合金材料PA30和YG8超高速磨削工藝研究[D].湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院，2011.