異形槽加工刀具改進優化

2015-05-09 01:39:52常州寶菱重工機械有限公司江蘇213019張永潔

金屬加工(冷加工) 2015年21期

常州寶菱重工機械有限公司（江蘇 213019）張永潔

隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用，其具有高速、高精加工特點，通過對異形槽公差要求進行分析，提出刀具優化方案，充分發揮數控機床特性和整體硬質合金刀具的高速切削特點，設計成形切削刀具實現多工序一次加工，在保證零件加工質量前提下提升生產效率，提升企業的經濟效益和創新能力。

圖1 異形槽公差及尺寸圖

圖2 粗加工直槽D16整體硬質合金波刃立銑刀

圖3 粗加工槽型D30整體硬質合金波刃成形刀

圖4 精加工直槽D16整體硬質合金立銑刀

圖5 精加工槽型D30整體硬質合金成形刀

1. 異形槽加工刀具優化

如圖1所示，要提高粗加工效率，必須選用合理刀具同時進行切削參數優化，傳統加工方法用D16（HSS材質）立銑刀進行粗加工直槽，然后用粗切成型刀進行槽型粗加工，D16（HSS材質）立銑刀進行精加工直槽，最后成型刀進行左右補償進行精加工，效率低，產品質量得不到保證，表面粗糙度值達不到3.2μm。按這種方法加工，發揮不出數控設備特性，且增加生產成本，因此必須進行刀具優化和切削改善。

原加工工步及選用刀具：D16高速鋼立銑刀粗加工直槽19.11mm至16mm→D30高速鋼粗切成形刀粗加工30.623mm至30mm，底部留量0.1mm→D16高速鋼立銑刀精銑19.11mm至成品→D30高速鋼成形銑刀精銑30.623mm至成品。

現加工工步及選用刀具：D16過中心鉆銑刀和D16整體硬質合金波刃立銑刀（見圖2）配合粗加工直槽19.11mm至16mm→D30整體硬質合金波刃成形刀（見圖3）粗加工30.623mm至30mm，底部留量0.1mm→D16整體硬質合金立銑刀（見圖4）精銑19.11mm至成品→D30整體硬質合金成形刀（見圖5）精銑30.623mm至成品。

在粗加工直槽時，我們選用過中心鉆銑刀先鉆出排孔（見圖6），然后再用波刃整體硬質合金立銑刀（見圖7）加工，效率高、刀具耐用且消耗較低。這種改善的效果對比分析如表1所示。

從表1可以看出此工序效率提高80.59%，得出雖然刀具成本增加了，但設備成本降低了，刀具壽命也大大提高。

從成形粗切、精切對比表（見表2～表4）中可以看出效率分別提高68.75%和64.55%。

現方法效率大幅提升，質量穩定，也給我們持續優化注入信心，我們進行設計開發組合式成形刀具，并進行制造和試切應用。

固化加工工步及選用刀具（見表5）：D16過中心鉆銑刀和D16整體硬質合金波刃立銑刀配合粗加工直槽19.11mm至16mm→D30.023組合式整體硬質合金波刃粗切刀粗加工30.623mm至30mm，19.1mm至18.5mm，底部、側面留量0.3mm→D30.023組合式整體硬質合金成形銑刀精銑19.1mm、30.623mm至成品（見表6）。

通過表4和表6對比，成形定寸銑刀無需通過半徑補償來回切削，切削長度從420mm降為210mm，所以加工時間大大縮短，同時復合刀具的成功應用使得多工步一次完成。