數控加工技術在工程機械行業中的應用

徐州重型機械有限公司工藝技術部 （江蘇 221004） 李連成 李 云 趙 珂

隨著用戶對產品制造的要求越來越高，工程機械行業面臨越來越激烈的挑戰，加工效率的重要性日益凸顯，各主機廠商應不斷掌握各種先進的加工技術，并結合現場情況靈活運用，才能縮短制造周期，提高產品質量。

加工設備的選用

由于工程機械大量使用臂架類結構，例如汽車起重機伸臂、挖掘機動臂、清障車拖臂等，常常需要鏜幾組等直徑孔，而且需要保證較高的同軸度，另外結合工件總體尺寸較長的原因，各主機廠商常選擇對置型臥式雙面鏜銑加工中心進行加工（見圖1）。臥式雙面鏜銑加工中心采用兩個獨立的主機，兩個操作站的控制面板用網線連接，可以互相查看主機、副機的位置坐標，以便鏜孔保持主機與副機坐標一致，操作較方便。

雙面鏜銑加工中心兩個主機的X軸導軌由于地基等環境因素，常出現不平行的情況，因此需要定期校驗機床的各軸之間的垂直度、同軸度等指標。為了能夠高效測量對鏜主機、副機兩鏜桿的同軸度，機床常需要配置RENISHAW檢測系統，多點采集數據（圖2為RENISHAW檢測兩鏜桿同軸度），分析同軸度較好分布區域，使工件的加工部位處于該區域內。

圖1 臥式雙面鏜銑加工中心

圖2 RENISHAW探頭檢測鏜桿同軸度

工程機械產品的部件，例如大噸位全地面起重機的轉臺，常出現狹窄間距的結構件需要加工，普通鉆銑床由于滑枕等部件尺寸過大，無法進入狹窄空間內進行加工，五面體加工中心的窄立銑附件頭恰好能解決這個問題，這樣就不需要采購特制的非標刀具，節約了成本，提高了加工效率。

數控刀具的使用

目前我公司產品大量使用箱形結構件，常需要加工長度較深的孔，由于刀桿、主軸鏜桿懸伸較長的原因，會造成刀尖部位顫動，再綜合考慮工件裝夾及結構件本身的剛性，鏜完的孔出現表面粗糙度較差的情況。為了解決振動問題，山特維克可樂滿的防振型鏜刀被廣泛運用（見圖3），該型刀具在其刀體內部人為的制造了一個振動，用來抵消刀具和工件加工時產生的共振。具體現場生產過程中，操作工在粗鏜孔時，往往不設定一個恒定的刀具轉速、進給量，而是不斷手動調節轉速、進給量，這樣一定程度上減輕了工件與刀具的共振。精鏜孔時，由于吃刀量較小，再采用恒定的轉速、進給量加工，獲得較好的表面質量。

圖3 山特維克可樂滿φ55～φ70mm防振型精鏜刀

工程機械關鍵結構件所用鋼板多為高強鋼，板材硬度較大，銑面加工多選用山特維克可樂滿R290型面銑刀（見圖4），該型刀具擁有較合理的軸向正前角及徑向負前角，適合在較惡劣的工況下進行加工，而且能夠方便、輕松地排屑，采用90°的主偏角設計，使刀具軸向方向承受較小的切削力，減小了加工薄壁類零件造成的振動。

圖4 R290面銑刀

加工程序的特點

由于公司產品型號較多，如果針對每個噸位的產品都編制程序就很繁瑣，在修改相應數據的過程中容易出錯，因此對加工程序進行了優化，將一些重要的數據，例如孔的直徑、刀具直徑等賦值給相應變量，用變量編制程序，這樣，加工相似產品時，只需要將具體幾個變量的初始賦值加以修改就能進行加工，具有良好的通用性，降低了工人輸數據出錯的幾率。

為了驗證加工程序的正確性，科學的管理加工設備，行業內各主機廠商運用了CIMICO等數控聯網管理軟件，能分析刀具運行軌跡，檢查語句錯誤，監控設備運行狀態，方便地進行程序文件下發，節省了儲存卡錄入或手工輸入程序的時間，提高了工作效率。

對于工程機械行業企業來說，只有做好基礎工藝方面的工作，吸收先進的加工、檢測技術，提升產品質量，才能促進企業發展。