數(shù)控加工圓弧類模具技巧

西安協(xié)力動(dòng)力科技有限公司（陜西 710119）李 昊

我們是專業(yè)生產(chǎn)工業(yè)用小直徑不銹鋼管的企業(yè)，生產(chǎn)不銹鋼管離不開模具，φ19mm不銹鋼管模具粗定徑水平輥如圖1所示，模具材質(zhì)是Cr12MoV，模具硬度60～65HRC。每生產(chǎn)一定數(shù)量的不銹鋼管，模具就需要修復(fù)，我們使用的是大連機(jī)床廠的數(shù)控車床，系統(tǒng)是FANUC 0i mate，刀具使用山特維克可樂滿的R1.5mm立方氮化硼仿形球刀，以車代磨完成對(duì)模具的修復(fù)，修復(fù)后的模具口徑X值總要小0.2～0.4mm，模具底徑A點(diǎn)手感有棱：模具磨損嚴(yán)重的，修復(fù)后模具口徑X值小很多，模具底徑A點(diǎn)棱手感較明顯；磨損少的，修復(fù)后情況能好一些。對(duì)此我們一直百思不得其解。

使用R1.5mm仿形球刀加工，左側(cè)基準(zhǔn)面對(duì)刀，左側(cè)進(jìn)刀（見圖2）。加工程序如下：

圖1

圖2

模具修復(fù)后，模具口徑X值偏小，檢測(cè)模板插不進(jìn)，反復(fù)調(diào)整加工參數(shù)，效果依然不理想，后來突然想起滾珠絲杠是否間隙太大，拆開X和Z方向的滾珠絲杠，調(diào)整對(duì)開螺母的游隙，同時(shí)在FANUC系統(tǒng)中，對(duì)滾珠絲杠的間隙也進(jìn)行了必要的補(bǔ)償，試加工后雖然有效果，但不明顯，模具口徑X平均值依然小0.15mm左右，況且滾珠絲杠的游隙調(diào)整也是有限度的，看來滾珠絲杠游隙并不是造成這種現(xiàn)象的主要因素，還是需要在加工工藝上考慮。

對(duì)加工工藝進(jìn)行仔細(xì)的分析研究，發(fā)現(xiàn)在加工左半側(cè)圓弧時(shí)仿形球刀左側(cè)受力，通過刀架，傳到進(jìn)給滾珠絲杠，滾珠絲杠受向左的推力，滾珠絲杠的所有游隙都集中在右側(cè)，當(dāng)加工右半側(cè)圓弧時(shí)，仿形球刀右側(cè)受力，滾珠絲杠的所有游隙又都集中在左側(cè)（見圖3）。用這種工藝加工對(duì)稱圓弧，實(shí)際上滾珠絲杠游隙被人為放大，這應(yīng)該是產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因。

圖3

針對(duì)這種現(xiàn)象，決定更改加工工藝，分兩步法進(jìn)行切削：

先從L端進(jìn)刀，走直線→逆圓→順圓，到達(dá)底徑A點(diǎn)，停止，退刀，返回R端，然后又從R端進(jìn)刀，走直線→順圓→逆圓，到達(dá)底徑A點(diǎn)，停止，退刀，返回（見圖4）。

通過兩步法加工，可以很好地保證滾珠絲杠的游隙總在滾珠絲杠的某一側(cè)，而不會(huì)因?yàn)榧庸顩r的改變而變化，這樣就可以把滾珠絲杠的游隙對(duì)加工質(zhì)量的影響減到最低，改進(jìn)后使用R1.5mm仿形球刀加工，左側(cè)基準(zhǔn)面對(duì)刀，左、右兩側(cè)進(jìn)刀（見圖5）的加工程序如下：

用改進(jìn)后的加工工藝對(duì)φ19mm的不銹鋼管一套36件模具進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后檢查數(shù)據(jù)如附表所示。

對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，修復(fù)后的模具口徑X誤差值最大值0.04mm，最小值0.015mm，平均誤差0.029mm，底徑A點(diǎn)的棱手感基本不明顯，滿足模具精度要求，達(dá)到了我們的預(yù)期的目標(biāo)。

通過這次加工工藝的改進(jìn)，我們認(rèn)為數(shù)控類加工設(shè)備的進(jìn)給傳動(dòng)副基本都是使用滾珠絲杠，在加工對(duì)稱類零件時(shí)，都存在類似的問題，以此文拋磚引玉，希望對(duì)大家在類似零件的加工工藝編制時(shí)有所幫助。

φ19mm鋼管模具修復(fù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表