先進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 （江蘇 221004） 李 云

1. 加工設備的選用

工程機械大量使用臂架類結構，例如起重機伸臂、挖掘機動臂等，鏜孔需要保證較高的同軸度，各企業大多選擇臥式雙面鏜銑加工中心進行加工（見圖1），目前該設備多是直接采購國內外品牌機床，例如意大利FTP、日本三菱、意大利COLGAR以及沈陽機床等，該設備需要定期校驗兩根鏜桿之間的同軸度，一般要求同軸度不得大于0.1mm，為提高加工的自動化程度，一般都帶有雷尼紹測量系統，能進行自動對刀、自動進行坐標補償，縮短了加工輔助時間，提高加工效率。

高端數控設備的大量應用，對操作人員也提出了更高的要求，需要操作人員不僅掌握數控設備操作技能，還需掌握數控系統的高級編程語言，了解數控系統中的坐標系旋轉、自動補償等功能，熟悉設備的保養維護，目前大多數工程機械企業的操作人員，不具備這樣的技能素質，出現數控系統功能利用率低的情況，需要企業在這些方面對操作人員進行培訓。

2. 數控刀具

（1）鏜削刀具：工程機械的臂架類部件中，軸套孔一般由鋼管整體焊接而成，常選用27SiMn等焊接性能好，又易于切削加工的材料，這種軸套孔經常設計成活動鉸點的形式，加工時需要粗、精鏜保證同一組孔的同軸度，而且經常需要加工軸套孔的內側端面，如圖2所示。

圖 2

目前公司在加工圖2所示結構件的時候，使用雙面對鏜機床來粗、精鏜該組孔保證同軸度，由于拼點誤差、焊接變形等原因，焊接完畢后，工件兩個套筒的同軸度偏差較大，導致粗鏜刀切削量ap不均勻， 會造成刀片磨損嚴重，影響壽命，根據上述情況，我們試用了伊斯卡的HTP tangpluge刀具（見圖3），能以平行Z軸的方向快速插銑套筒，線速度vC可以達到150m/min，背吃刀量ap最大可以達到15mm，較好的解決了這個問題。

（2）反銑刀具：在工程機械的大型結構件中，經常需要加工軸套鉸點孔的內側，傳統的方法是使用白鋼條進行反刮加工，這種方法的優點是刀具成本較低，但是加工時機床與工件振動較大，加工面表面粗糙度不好，甚至會降低機床精度，由于目前各大刀具廠家的標準盤式反銑刀，加工的直徑范圍較小，不能滿足加工需求， 針對這一問題 ，各刀具廠家提出了以下解決辦法。

第一是使用大直徑刀盤非標反銑刀進行加工，從鉸點孔的外側進刀，如圖4所示，這種刀具的優點是反銑的直徑范圍較大，缺點是刀具較重、刀盤較大，無法放入刀庫，只能手動換刀，為了減輕重量，降低工人手動換刀的勞動強度，可以選擇鋁合金等輕質材料作為刀體，為了增加刀具的切削平穩性，也可以使用螺栓將刀盤固定在主軸端面上。

第二，使用偏心式非標反銑刀進行加工，從鉸點孔的孔內進刀，如圖5所示，這種刀具的優點是，反銑的直徑范圍較大，刀具較輕，可以放入刀庫，缺點是參與切削的刀片數量較少，編程較復雜，需要選擇合理的切削參數，才能達到較理想的加工效果。

圖4 大刀盤反銑刀

圖5 偏心式非標反銑刀

（3）工裝方面：為提升機加工效率，結構件機加工夾具，要求帶有檢測功能，提高找正工件的精度，圖6所示為挖掘機動臂的加工夾具，具有激光對線裝置，能發射醒目的紅色激光束，該激光束平行于機床的X軸，并處于夾具的橫向中分面上，加工前工人需要用盒尺測量鉸點孔兩外端面至激光束的距離，然后調整夾具保持兩側距離相等，這樣就取消了劃線工序，而且不需要使用鎬針沿著X軸找正，保證了產品加工的一致性，降低工人的勞動強度。

圖6 挖機動臂機加工夾具

為了提升結構件可靠性，工程機械各企業，需要立足自制一些形位公差檢具，例如部分工程機械結構件，有鉸點孔同軸度的檢驗要求，需要一些簡易的同軸度檢測樣軸（見圖7） ，與激光跟蹤儀、三坐標檢測機相比，同軸度樣軸價格低、易保養的優勢，目前卡特彼勒、廈工等企業都配置相關樣軸，便于操作工人自檢使用。

圖7 同軸度樣軸

先進的數控加工技術作為工程機械制造過程中的關鍵技術，很大程度上決定了結構件的可靠性，甚至會影響到整機性能，因此隨著數控加工技術的研究應用，將進一步提升工程機械產品的制造水平。