新型數控機械加工進刀工藝的改進措施

杜榮波

（中國第一重型機械股份公司重型裝備事業部生產設備部，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

數控加工技術隨著科技的發展，在機械螺旋刀口進尺的加工中應用比較廣泛，如何改進加工工藝的路線，使得機械加工質量能進一步的提升，改進加工速度和質量，是具有一定的實際應用價值的。

1 數控機械加工的工藝現狀

數控機械加工現在多數地方仍舊是使用幾十年前的那種工藝，這種傳統的加工工藝設置是專門針對先前那種條件下的設備和刀具情況來設定的工藝方法，其加工的效率低下、質量也比較差，對于現今數控機械加工的市場需求，已經難以達到要求了。各個數控機械加工企業的銑床生產廠家都大量的投入人力、財力、物力，去研究新的加工工藝方法以達到提高臥式銑床升降臺的加工質量和加工效率的目的，從而能迅速的搶占現今數控加工市場。文章針對目前數控加工工藝的現狀，提出將高速切削的加工工藝技術借用到臥式銑床升降臺的加工過程中，同時根據高速切削的加工特點針對臥式銑床升降臺的具體加工中的工藝進行了改進，從而提高了加工的質量和效率，促進了數控機械加工工藝的改進。整個機械加工進刀路線示意圖如圖1所示。

圖1 機械加工進刀路線示意圖

螺紋沿Z軸方向，也就是常說的長度方向，采取交替進刀的方式，來進行加工。首先從牙底圓弧中心線向右邊和左邊兩邊同時進行偏移，以小段直線的方式來逼近，設計程序來控制每次切削時橫向走刀的起始點位置和進刀的次數，以達到精確走刀的方式；在X軸方向，采用分層進刀的方式，沿著直徑方向分層進刀，每次進刀的深度為0.9毫米；對于其它類型的螺紋進刀方式，采用以牙寬的中點為中心線向左右兩邊同時偏移的方式進刀，粗加工走刀路線示意圖如圖1所示。

1.1 在Z軸方向上走刀次數的設定

沿Z軸方向走刀，也就是長度方向上走刀，即為橫向走刀。其走刀次數的計算描述如下：

“橫向進刀初始點以左的進刀次數”加上“橫向進刀初始點以右的進刀次數”之后等于“Z軸方向走刀次數”。對于橫向進刀初始點以左的進刀次數的計算過程如下：將牙型高度與精加工量之差，這里記之為A，徑向進刀次數與每次徑向進刀量之乘積記之為B，左邊角（TAN）與每次橫向進刀值之商記之為C，則橫向進刀初始點以左的進刀次數為A與B之差，再乘以C的值。

整個機械加工過程如圖2所示，收刀和進刀點的位置如圖2中所示。

圖2 機械加工收刀和進刀點位置

整個進刀程序結構框如圖3所示。

圖3 加工進刀流程圖

需要注意的是：加工螺紋時，在螺紋的開始和結束部分由于機床Z向電機需要加、減速，會出現一段不完整牙形，因此應設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以消除伺服機構滯后造成的螺距誤差。

2 改進工藝后的使用效果

改進工藝后切削加工技術中的進刀速度都比較快，其“高速”是一個相對概念。對于不同的加工方法和工件材料，高速切削加工時應用的切削速度并不相同。一般認為高于(5～l0)倍的普通切削速度的切削加工定義為高速切削加工。高速切削在實際生產中切削鋁合金的速度范圍為1500～5500m/min，銅材為1000m/min以上，鑄鐵為500m/min～1500m/min，鋼為300～800m/min，切削進給速度已高達4m/min～40m/min。對于不同的加工方法采用不同的切削速度，其中，車削為700～7000m/min，銑削為300～6000m/min，鉆削為200～1100m/min，磨削為 9000～21600m/min。

高速進到的有點有：能隨切削速度提高，采用較小的切削深度和厚度，刀具的每刃切削量極小，所以切削力隨之減小，切削力平均可減小30%以上，有利于加工薄壁零件和脆性材料。隨切削速度提高，單位時間內的金屬切除率增加，加工效率提高。高速切削加工時，切屑很高的速度排出，帶走了90%以上的切削熱，傳給工件的熱量很少，減少了工件的內應力和熱變形，提高加工精度。轉速的提高，使切削系統的工作頻率遠離機床的低階固有頻率，減小了振動，大大降低了加工表面粗糙度。由于采用新型高硬度材料，高速切削可加工硬度HRC(45～65)的淬硬鋼鐵件，取代磨削加工。

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