快速加工內(nèi)型的“落料法”技術(shù)

中國兵器工業(yè)第203 研究所 (陜西西安 710065)張永智 郭 穎

在日常生產(chǎn)和數(shù)控大賽凸凹配合件的加工中，我們會遇到許多需要掏空內(nèi)部、保證內(nèi)型尺寸的零件，如圖1 所示。

圖1

遇到這種情況，我們會根據(jù)裝夾條件和具體情況，通常是找到某個合適的下刀點，然后刀具切入，繞輪廓尺寸邊緣一周，再刀具切出，將中心材料以完整的方式“掏”出來，最后精加工從而達到尺寸要求。這樣做節(jié)省加工時間，比較好。但刀具在加工過程中會存在不確定的折斷現(xiàn)象，當然不是說每一次都那么倒霉，也有非常順利的時候。但是，我們無法保證每一次都那么順利。尤其是遇到不銹鋼等難加工材料更是如此!

分析原因，我們總結(jié)得出:刀具在直徑方向的滿刀切削，使得中心切除材料、刀具和未切除材料間無任何活動空間，等刀具繞完輪廓一周，中心材料將要斷裂時，會有一個朝刀具方向擠壓的力(中心切削材料和刀具緊挨著，當材料快要斷裂時，之前的平衡被打亂，勢必會朝著刀具方向擠壓)，同時可能引起刀具微小的竄動，從而使刀具折斷。

當然，在某些場合，例如裝夾條件不好或是中心去除量不是很多的情況，我們也可以將中間材料由中心向邊緣逐漸去除達到，但此種方法效率低，且刀具的磨損較大，不屬本文討論范疇，本文討論的是采用第一種方法，即如何不折斷刀具，同時又節(jié)省時間。下面詳細介紹“落料法”的改進措施。

1.留適當余量切出容屑空間

需要采用兩把刀，并且刀具直徑采用一大一小，相差在2mm 以上(如φ10mm 和φ8mm)。

采用直徑較大的刀具(如φ10mm)，調(diào)用已編制好的內(nèi)型加工程序，滿刀切削(切削寬度和刀具直徑相等)加工內(nèi)型輪廓，不加工到內(nèi)型尺寸，使得在輪廓內(nèi)側(cè)邊留0.3～0.5mm 余量，在底面留0.5～1mm 余量。

這步很關(guān)鍵，目的是使第一次加工完后中心要切除的材料和未切除材料間有少量連接，依然成為一個整體。如圖2 所示。

圖2

輪廓內(nèi)側(cè)邊和底面的余量根據(jù)材料和具體情況而定，可適當增大減少。材料較軟余量留多點，反之則留少點。主要原則是切削完后材料依然是一個整體，既保持一定的剛性又不使后續(xù)刀切削費力。

2.去除中心材料并保證尺寸

這里分兩步進行。

(1)換用直徑較小的刀具(如φ8mm)，輪廓內(nèi)側(cè)邊則仍留0.3～0.5mm 余量，再次調(diào)用程序加工，使得中心材料能夠成功掉落。

這期間，直徑小的刀具不是滿刀切削，側(cè)刃只是在原來φ10mm 加工會后的原尺寸上的再加工，切深則大于工件厚度(切透工件)。在切削過程中，刀具側(cè)刃只和輪廓內(nèi)側(cè)一邊接觸，另一邊則屬自由狀態(tài)，未和任何東西接觸。這樣，刀具側(cè)刃未接觸的這邊和要去除材料的外側(cè)形成了空隙(為中心材料的掉落提供了空間)，當?shù)毒呒磳⒗@完輪廓一周時(此時最好能適當降低進給速度)，中心材料會在沒有了本體支撐和重力作用下斷裂掉落，從而達到我們?nèi)コ行牟牧系哪康摹Ｈ鐖D3 所示。

圖3

以上輪廓粗加工程序的編寫建議采取法向加刀具補償方式。不建議采取圓弧切入切出方式。因為程序繞完一周回到切入點前，或者從切入到下刀點取消刀補的過程中，材料有可能隨時斷裂而碰到刀具。當然也可以抬刀后取消刀補，總之以粗加工已去除中心材料為原則就行。

上面的第一步也有一種手工方法，就是用榔頭敲。找個鏨子或者磨個堅硬點的類似刨子之類的金屬長條(一端磨尖)，用榔頭敲擊長條，沿著留有0.5～1mm 底面四周戳出若干個孔，然后拿榔頭從中心材料中間部位往下敲擊，將其敲落。但這種方法優(yōu)點是操作簡單，不需要另外起動機床用刀具加工，缺點是要掌握好手勁，否則易引起工件位移或變形。

(2)將程序稍作修改，調(diào)整刀補直至滿足加工尺寸要求。建議根據(jù)情況采取圓弧切入切出、深度逐次疊加方式。

3.結(jié)語

此種方法靈活簡便，可操作性強，且省時省力，主要特點就是利用了刀具半徑差帶來的加工間隙，使刀具切削安全順利，是一種很好的加工方法，希望能給大家的加工提供一些幫助。