T形刀在接銑小閉角側壁中的（de）加工應用

在六合一隔板加工方案的改進中，采用T型刀對隔板的（de）小閉角側壁進行對焊銑削，成功實現了隔板五（wǔ）軸變三軸的加工方案，解放（fàng）了車（chē）間五（wǔ）軸機床，提（tí）高了機床的（de）利用效率，達到了（le）降本增效的（de）目的。

1前言

為了降本增效，車間工藝組開展了五軸變三（sān）軸提高工藝（yì）效率的（de）研究工作，其中最典（diǎn）型（xíng）的（de）是某型膜片零件的工（gōng）藝改進。改進前，車間在加工六（liù）合一隔板零件時，采（cǎi）用傳統的工藝方案——五軸數控機床一次性加工成型。但這種加工模式使得五軸（zhóu）機床占用（yòng）率（lǜ）高（gāo），耗時長，平均（jun1）每（měi）加工一（yī）個板件需要（yào）兩天（tiān）。除了加工時（shí）間長，還有其他問（wèn）題，最主要的是整板零件偶爾變形，測量不合格，鉗工打磨工作量大。

究其原因，一方麵是六合一套零件的來（lái）料過大，長寬約1.2m×0.5m，厚度約31mm。五（wǔ）軸數控機床在加工過程中沒（méi）有有效釋放應力，而是一直銑削，直到（dào）零件加工完畢（bì）。完成後材料應（yīng）力和加工應力不同程度釋放，導致零件局部變形，測量不合格；另一方麵，車間常用的硬質合金銑刀並沒有（yǒu）一個理論上的完全傾斜角，即底角R0模式。在實際（jì）操作中，銑刀的底角會有一定（dìng）的R角。除非把墊板切下來，否則無論是五軸數控擺銑還是定角線銑，都會在被加工零件的（de）底部輪廓周圍產生一圈約0.2mm的切削殘餘，增加鉗工的磨削工作量，延誤零件的（de）生產周期（qī），影響交貨[1-3]。

綜上所述，需要對六合一隔板零（líng）件的（de）工藝進行改進和優化，主要是使用T型刀（dāo），將最初的五軸加工方案改為三軸數控加工方案，並進行首件試（shì）切和測量（liàng）。

2組件結構（gòu）和流程分析

圖1示出（chū）了分隔部件的三維實體。該零（líng）件的腹板和側壁的壁厚為1.2毫米，肋高（gāo）為18毫米。從頂上看，隔牆為外開內閉，內壁與腹板垂直麵的夾角約為8°，是典型的小閉角側牆。其他（tā）結構特征可見，是典型的薄壁框板零件。

圖2顯示了六合一隔板零件的（de）研磨過（guò）程。傳統的工藝方案是五軸數控機床加工（gōng）一次成（chéng）型，現在改為（wéi）三軸數控加工工藝方案。關（guān）鍵是用T型刀完（wán）成小閉角側（cè）壁的（de）銑削，其他結構可以用三軸數控機床正常加工（gōng）。

T形刀的（de）應用及試切

圖3顯示了六合一隔膜（mó）的整體加工流程。通過這個加工流（liú）程（chéng），不難發現，整（zhěng）組零（líng）件（jiàn）的加工首先是（shì）安排開框板的型腔麵（miàn）(見圖3，工位1)，其次是整個零件翻麵（miàn）後，對反麵(即（jí）零件底麵，見圖3，工位2)進行粗化和精加工，最（zuì）後是整個零件再次翻麵加工框板的型腔麵(見圖3，工位3)。1.工位主要是粗加工（gōng），去除了大（dà）量的毛坯餘量，使（shǐ）整個零件的應力在粗加工時得（dé）到充分釋放，零件在後續精（jīng）加工時的（de）變形得到（dào）減（jiǎn）緩；工位2是普通工位中粗（cū）加工和精加工零件（jiàn）的底麵；工位（wèi）3是在應力釋放後對框架板的型（xíng）腔表（biǎo）麵進（jìn）行精加工。此時，由於材料的殘餘應力和粗加（jiā）工時的加工（gōng）應力得到（dào）一定程度（dù）的釋放，精加工起來得心應手，減少了傳統五軸數（shù）控機床的變形。

使用（yòng）T刀編程時，主要有兩種編（biān）程模式，一種是Z向模式，一種是多軸模式。本文對（duì）上（shàng）述（shù）兩種編程模式進行了介紹和比較。

圖4顯示了銑削封閉角側（cè）壁時（shí），Z層編程模式下T型刀的刀具軌跡。Z-Level模式可以直接設置所需T型刀具的結構參數，刀具結構直觀易（yì）懂(見圖4a)。考慮到隔板零（líng）件側壁薄1.2mm，加工剛性較弱，需要采用同方向逐層銑削，使加工出的側壁刀軌整齊，零件表麵質量優良，光澤度極強。因此，對於分區零件的工藝方案的（de）優化和改（gǎi）進，首選（xuǎn）Z級模式。

a)帶球頭的T形刀

b)刀具（jù）路徑

圖5顯示了T形刀具在多軸模式下銑削封閉角側壁時的刀具軌跡。在此模式下，不（bú）能直接設置T型刀的（de）結構參數，但可以近似構（gòu）造出半球形頭的T型刀（dāo）(見圖5a)。該編（biān）程命令可以實現單向/之字形(同向/往返方向)的（de）刀具進給，銑削效率比較高，但主要適用於加工結構剛（gāng）性（xìng）好、側壁厚的（de）零件。因此，這種優化的工藝方案不適合多軸模式。

a)半球形（xíng）頭的T形刀

b)刀具（jù）路徑

Z向和多軸編程模式的優缺點及切削參數對比如表1所示（shì）。

編程（chéng）模式

特性

好與（yǔ）壞

適應性

切割參數

z電平

t型刀結構直觀明了，分層（céng）銑削時一般（bān）需要抬刀（dāo），通常采用單向方式。

刀具（jù）軌跡表麵紋理整齊，光（guāng）澤度強（qiáng），表麵質量好，表麵粗糙度值（zhí）Ra為1.6 ~ 3.2 mm。

主要用於側壁薄、剛性（xìng）弱的結（jié）構特征。

主軸轉速800轉/分鍾

進給速度為400 ~ 500mm/min。

背刀量為0.3mm

t型刀結構類似半球，分層銑削時一般不需要抬刀，可以采用單向/之字形方式。

表麵的刀軌紋路比較整齊，表麵質量好，表麵粗糙度值Ra = 3.2mm。

主（zhǔ）要用（yòng）於側壁厚、剛性弱的結構特征。

主軸（zhóu）轉（zhuǎn）速800轉/分鍾

進給速度為400 ~ 500mm/min。

背刀（dāo）量為0.2毫米

三軸數控工（gōng）藝方案優（yōu）化改進完成後（hòu），首件投入試（shì）切（qiē）。圖6示出了（le）優化處理後部件的狀態。第（dì）一個試切件送去測量後，表示測量合格。至此，整（zhěng）個六合一隔板零件的五軸轉三軸數控加工方案的優（yōu）化改進工作已經完成，T型刀得到了充分的應用。

4結束語

自提高五軸轉三軸加工（gōng）效（xiào）率的研究以（yǐ）來（lái），T形刀（dāo）具已廣泛應（yīng）用於某些零件的工藝改進中，並取得了理想的加工效果。既解放了公司的五軸機床，縮短（duǎn）了（le）五軸機（jī）床的占用時間（jiān），又合理協調了車間的機床資源，達到了降本增效的目的。更何況這種零件工藝改進技術（shù）已經沉澱推廣，可以為類似情況提供借鑒（jiàn）。