幾種特殊形狀零件的銑削方法

石云紅，劉 輝

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 工具分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

在機(jī)械零件的銑削加工中，對(duì)于一些常用的零件，如V形支承、浮動(dòng)支點(diǎn)、圓頭平鍵、方形夾爪等，會(huì)有不同的加工方法。有的加工方法省時(shí)、省力、加工簡(jiǎn)單、質(zhì)量好、成本低、機(jī)床損耗小；有的加工方法則正好相反。為多快好省地加工此類產(chǎn)品，在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出了一些加工方法，分享給讀者，僅供參考。

圖1 V形支承

圖2 雙角銑刀加工V形槽示意圖

2 V形支承加工方法改進(jìn)

2.1 原加工方法

V形支承形狀如圖1 所示，該零件需求量大，以往加工方法如圖2、圖3 所示。

圖3 立銑刀加工V形槽示意圖

圖2 中加工V形槽所用銑刀為雙角銑刀。雙角銑刀分整體式和分體式兩種，分體式由兩把刀刃刃口相反直徑相同的單角銑刀組合而成，在兩刀之間適當(dāng)增加墊圈，以免將角度銑刀的端面刃口夾壞。無論整體式或分體式銑刀，都由高速工具鋼制成，成本較高，刀具損壞后需整體更換，浪費(fèi)很大。使用雙角銑刀銑削V形槽時(shí)，由于銑刀兩面同時(shí)參加切削，刀刃所受切削抗力較大，且刀尖部分體積很小、強(qiáng)度薄弱，很容易磨損和損壞；另外，銑刀所受的抗力傳給機(jī)床后會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致被加工表面產(chǎn)生振紋，表面粗糙度、尺寸精度和幾何精度誤差加大，并對(duì)刀具壽命、主軸軸承和導(dǎo)軌精度造成不利影響。由于上述原因，采用該銑刀銑削工件時(shí)，只能通過減小切削量、增加走到次數(shù)來完成工件的加工，而且工件尺寸越大，增加的走刀次數(shù)越多，加工效率越低下。

圖3 所示為立銑刀加工V形槽示意圖。與雙角銑刀相同，也是由高速工具鋼制成，成本較高，刀具損壞后需整體更換，浪費(fèi)很大。使用立銑刀銑削V形槽時(shí)，由于銑刀圓柱面和端面同時(shí)參加切削，刀刃所受切削抗力較大，刀具很容易磨損和損壞；另外，銑刀所受的抗力傳給機(jī)床后使機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致被加工表面產(chǎn)生振紋，尺寸精度和幾何精度誤差加大，并對(duì)刀具壽命、主軸和導(dǎo)軌精度造成不利影響。再者，立銑刀的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于懸臂梁，銑削受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)主軸軸承和刀具均產(chǎn)生影響，導(dǎo)致主軸軸承精度降低，加劇磨損和損壞；刀具加速磨損和損壞；被加工表面產(chǎn)生振紋，表面粗糙度、尺寸精度和幾何精度誤差加大。由于上述原因，采用該銑刀銑削工件時(shí)，只能通過減小切削量、增加走刀次數(shù)來完成工件的加工，而且工件尺寸越大，增加的走刀次數(shù)越多，加工效率越低下。

2.2 改進(jìn)后加工方法

針對(duì)上述存在的問題，設(shè)計(jì)了一角度輔具如圖4 所示。把角度輔具放在虎鉗上，將待加工的V形槽放在角度輔具上，用虎鉗夾緊工件，確保加工表面（A面）處于水平位置（α1＝α2），使用機(jī)夾鑲齒硬質(zhì)合金端銑刀加工A面，加工完A面后，翻過來加工B面，這樣加工出的產(chǎn)品一致性好，效率高，方便易行。具體特點(diǎn)如下。

圖4 利用角度輔具加工V形槽示意圖

（1）機(jī)夾刀具的刀片變鈍或損壞后，隨時(shí)可以更換，避免了雙角銑刀和立銑刀變鈍或損壞后需整體更換的問題，節(jié)省了資金。

（2）機(jī)夾刀具的刀片為硬質(zhì)合金材料，其優(yōu)點(diǎn)是切削速度高、耐磨損、耐高溫，缺點(diǎn)是韌性較差、脆性較高，適合于大切削量和大切削面積的加工，因此，在加工V形槽時(shí)較高速鋼刀具的切削效率高許多。

（3）端銑刀刀刃與主軸軸承的距離比立銑刀要短許多，相當(dāng)于縮短了懸臂梁的長(zhǎng)度，大大減少了銑刀受力時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，提高了加工質(zhì)量和效率，減少了刀具和軸承的損壞。

（4）端銑刀加工工件時(shí)所有刀齒參加切削，切削面積大，每個(gè)刀齒上承受的切削抗力相對(duì)較小，滿足了硬質(zhì)合金刀具的使用特性，因此，提高了刀齒的使用壽命和加工效率。

2.3 改進(jìn)前后加工效率與刀具使用壽命對(duì)比

以90°、尺寸100mmV形鐵為例，對(duì)比一下雙角銑刀（整體式）、立銑刀和端銑刀加工效率、刀具使用壽命和刀具成本，見表1。

表1 各種銑刀加工效率、刀具壽命、刀具成本對(duì)比

從表1 中不難發(fā)現(xiàn)，無論從加工效率、刀具壽命還是刀具成本來看，端銑刀都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于雙角銑刀和立銑刀。

3 浮動(dòng)支點(diǎn)半圓弧加工方法改進(jìn)

浮動(dòng)支點(diǎn)是磨削軸承內(nèi)圓用的支點(diǎn)，其形狀如圖5 所示。

圖5 浮動(dòng)支點(diǎn)

此圓弧原來采用車工加工，需要多種夾具，見圖6 所示。

后又采取三面刃銑刀加工，見圖7 所示。三面刃銑刀與前文所述雙角銑刀、端銑刀一樣，都是刀具整體用高速鋼制成，刀具制造成本高；一旦損壞需整體更換，使刀具使用成本高；而且刀具規(guī)格都是以10進(jìn)位的整數(shù)尺寸，例如10、20、 30……，不能加工非 10進(jìn)位的整數(shù)尺寸或帶有小數(shù)尺寸的工件。

圖6 車削加工浮動(dòng)支點(diǎn)半圓弧示意圖

圖7 三面刃銑刀加工浮動(dòng)支點(diǎn)半圓弧示意圖

現(xiàn)在X6132銑床上銑削加工，只需調(diào)整刀具就可保證其產(chǎn)品要求，見圖8 所示。該銑刀與前述端銑刀一樣，也是采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片，大大降低了刀具成本，且保證了產(chǎn)品質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)效率，還節(jié)省了加工輔具。

圖8 硬質(zhì)合金銑刀銑削加工浮動(dòng)支點(diǎn)半圓弧示意圖

4 平鍵圓弧加工方法改進(jìn)

平鍵如圖9 所示。在生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)有一些大的非標(biāo)鍵需要加工，其兩端圓弧靠鉗工劃線、銑工按線，用手工操作加工出形狀，見圖10 所示，既達(dá)不到圖紙要求，生產(chǎn)效率又低。針對(duì)以上問題，采用在等分盤上加工此產(chǎn)品，達(dá)到了預(yù)期效果。具體方法如圖11 所示。

把工件裝夾在等分盤上，調(diào)好中心，立銑刀上下移動(dòng)分層切削，轉(zhuǎn)動(dòng)等分盤來加工圓弧，加工出的產(chǎn)品達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，方便了操作，減少了加工難度。

圖9 平鍵形狀

圖10 手工加工平鍵圓弧

圖11 用分度盤和立銑刀銑削平鍵圓弧示意圖

5 方形夾爪齒形加工方法改進(jìn)

方形夾爪被用于夾緊工件進(jìn)行車削加工，如圖12 所示。在加工齒形時(shí)，以往采用單齒銑刀（見圖13），每銑一齒，退刀，用手搖一個(gè)齒距再進(jìn)刀。由于絲杠絲母之間存在間隙，每搖一個(gè)齒距存在誤差，需要通過百分表測(cè)量來確定齒距，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加工效率低，而且容易出現(xiàn)齒間距超差現(xiàn)象。針對(duì)以上問題，自制加工多齒銑刀（刀齒深度和齒間距與被加工齒形相同），如圖14 所示，完全達(dá)到了加工技術(shù)要求，且效率提高數(shù)倍。

圖12 方形夾爪

圖13 單齒銑刀

圖14 多齒銑刀

6 結(jié)束語

以上幾種零件的銑削方法，是本人在工作中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，供銑工朋友們參考使用，為保證產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率做出貢獻(xiàn)。