內腔零件（jiàn）反麵锪（huō）孔數控銑床（chuáng）加工工藝

01

前言

某（mǒu）中框產品是高鐵（tiě）設備的核心承重結構，需要承受高鐵運行中多種（zhǒng）載荷的考驗，其結構強度直接影響高鐵的運行。該（gāi）產品的深（shēn）腔內有很多反麵沉孔，普通刀（dāo）具在機床上（shàng）不具備（bèi）可達性，需（xū）要單獨（dú）增加電火花加工工序來加工（gōng）反麵沉孔。每個產品的最小加工（gōng）時間為2.5h，導致加工效率低，表麵（miàn）質量差，裝夾定位困難。

為了解決中框產品背麵的加工難題，改變電火花加工的現狀，降低（dī）加工成本，提高加工效率，數控銑床通過考察各種（zhǒng）加工方案，實現了數控銑床背麵的加工。

02

問題分析和過程測試

2.1工具的類型

目前，反锪孔的工具主要有螺紋鎖緊式反刮刀、帶驅動刀架的反刮刀和偏心反刮刀。

2.2各種（zhǒng）刀具加工方案的比較

(1)螺旋鎖緊式反向（xiàng）刮刀的加工步驟:(1)延長刀杆Z軸。②用螺釘鎖（suǒ）緊刀頭。③正（zhèng）向車削向上加工。④擰回鬆動的螺釘，並拆下刀頭。⑤刀杆退出，完成加工。

具有安裝牢固、足夠的剛性、可更（gèng）換刀片、成本低的優點。缺點換工具要花很多時間[2]。

目前有多種（zhǒng）方法改進加工方案，如將螺釘鎖緊（jǐn）改為套（tào）筒鑲嵌，正轉時旋轉刀盤與主刀杆鎖緊，節省時間。但前後中框夾緊定位後，型腔內（nèi）有四個沉頭孔，旋轉刀盤無法拆卸，螺釘鎖緊防刮加（jiā）工方（fāng）法不可行。

(2)安裝驅動刀塊式反擊式鏟運機時驅動刀塊的方式有多種，如（rú）用空氣或切削液（yè）壓力打（dǎ）開刀塊、用扭力杆打開刀塊、用短（duǎn）錐或碰撞打（dǎ）開刀塊、用慣（guàn）性打開刀塊等。

中框產品背麵埋頭（tóu）孔為φ9mm細長孔，采用大標準（zhǔn）多功能反向刮刀，為可拆卸扇形刀片座結構。刀片座可以自動關閉（bì）。通過（guò）簡單的主軸正反向編程操作，在刀座（zuò）閉合時可以穿透（tòu）底孔，在刀座（zuò）展（zhǎn）開（kāi）時可以開始切削，從而實現立式和臥式加工中心的自動加工。

加工步驟:換向後將主軸插入底孔(葉片座在離心力的（de）作用下張開)；當刀片座接觸底（dǐ）孔時，它會自動折疊（dié）成刀杆；繼續進給，直到刀片座穿（chuān）過底孔；通過切削進給使（shǐ）主（zhǔ）軸正轉並拉起(開始加（jiā）工)；當後麵的锪孔完成後，使主（zhǔ）軸稍微後退，然後反（fǎn）轉；換（huàn）向時抬起主軸，刀片座可折疊到刀（dāo）杆中，並從底孔中拉（lā）出。

經過多次試驗，多（duō）功能反向刮刀加工普通反（fǎn）向斑（bān）點的效率極高。但（dàn）由於前中（zhōng）框和後（hòu）中框產品零件（jiàn）的反點與（yǔ）側壁相切，在切割開始（shǐ）時，刀（dāo）架無刃口的一側（cè）會與工件接觸（chù），瞬間損壞刀架，因此這種加工方（fāng）案不具備穩定的（de）生產條件。

(3)選擇了偏心反刮刀。首先要考慮到在（zài）主軸上安裝（zhuāng）反刀時，反刀的刀尖在圓周上是有方向的，換刀時主軸需要在圓周上定位（wèi），所以換刀完畢，主軸上反刀的刀尖在圓周上是有方向（xiàng）的（de）。主軸不旋轉（zhuǎn）快速移動，孔（kǒng）的中心偏離X軸上與刀尖方（fāng）向相反的孔（kǒng）的中心，偏差> 3.5mm [(大孔直徑16mm -小孔直徑9mm)/2]，保證反向刮刀通過孔（kǒng）時不會與孔壁幹涉。當反向（xiàng）刮刀位於孔的底部時，當（dāng）內圓柱孔結束時，主軸不軸向移動(暫停)，並刮擦底麵。刮的圈數（shù）與主軸（zhóu）轉速和停（tíng）頓時間有關（guān），可由以下公式確定:圈數=主軸轉（zhuǎn）速×停頓時間，圈數必須是整數。

加（jiā）工步驟:①主軸定位。②偏心位移(e值)。③Z軸深度。④康複中（zhōng）心(E值（zhí）)。⑤正向車削向上加工。⑥主（zhǔ）軸定位。⑦偏心位移(e值)。⑧向上分離，完成加工。

這種處理方（fāng）法無需正反向旋轉（zhuǎn）就能降低損傷概率。減少手工安裝旋轉刀盤的繁瑣過程，一次性（xìng）入孔加工成型；可定製各種規格。鑒於锪孔比底孔大很（hěn）多（duō），可以選擇進口合金鋼，或（huò）者（zhě）塞硬質合金，或者使（shǐ）用整（zhěng）體（tǐ）鎢（wū）基（jī）合金作為本體。但要求機床有方向停止功能，否則不能使用。

03

改進的處理方案

埋頭鑽φ16mm大孔。首先，設計了可更換刀片的偏心反向刮刀。該設備是具有主軸定向停止功能的數控機床，向（xiàng）安（ān）裝刀片的（de）反方向移動3.6mm，使鏜刀順利通過φ9mm小孔。反向刮刀（dāo）按鏜刀盤方向（xiàng）移動一定距離到X=0，Y=0的點(孔中心)，點鎬暫停，即無進（jìn）給切削（xuē），以降低點鎬的表麵粗糙度值；後退，周向定位，放（fàng）刀；刀具退出，加工完成。

處理過程如下。

N1 g90g 54g 00x 3.6y 0.0；反向（xiàng）刮刀（dāo）快速（sù）離開X軸上的孔。

中（zhōng）心3.6毫米

N2 G43Z180.0H06

N3 Z115.0

N4 X0.0S280M03反向刮刀返回孔中心。

N5 C0lZ125.0F36

N6 G04P450暫停（tíng）0.45秒，刮底麵。

N7 G00 Z115.0 M05

N8 M19；主軸圓（yuán）周定位（wèi）

N9 X3.6

N10 G91 G28 Z0

N11 G49 G28 XO喲

04

結束語

經（jīng）過（guò）現場生（shēng）產（chǎn）驗證和成品質量檢驗，改進後的（de）加工方案經濟實用。選用了可更換刀片的偏心反（fǎn）刮（guā）刀，在數控機床上編製加工程序解（jiě）決了深腔內的沉孔問題，為今後的深孔車銑工藝設計提供了刀具（jù）開發思路。