張金萍

（白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，白城 137000）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化（數(shù)控技術(shù)）是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要舉措之一。數(shù)控加工不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。我國(guó)是世界的制造大國(guó)，要想成為制造強(qiáng)國(guó)，就必須培養(yǎng)創(chuàng)新型、高技能人才等復(fù)合型技術(shù)工人。根據(jù)人才市場(chǎng)的需求和發(fā)展需要，依據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)校實(shí)際情況訂制了具體的數(shù)控車技術(shù)加工的培訓(xùn)項(xiàng)目，其中，對(duì)典型的多槽零件加工工藝進(jìn)行編制和處理，把培養(yǎng)創(chuàng)新型職校生滲透到每個(gè)實(shí)習(xí)訓(xùn)練之中。

切紙機(jī)制造廠需要較大批量的切紙輥。切紙輥是切紙機(jī)里的重要切紙部件，它是一個(gè)典型的多槽零件，是數(shù)控車削技術(shù)教學(xué)中較理想的教學(xué)素材。在進(jìn)行典型多槽數(shù)控技術(shù)加工工藝分析前，應(yīng)利用圖形圖像等資料讓學(xué)生對(duì)切紙機(jī)、切紙輥進(jìn)行全面的了解，使學(xué)生對(duì)典型多槽數(shù)控技術(shù)的編程和實(shí)訓(xùn)產(chǎn)生濃厚的興趣。

1 切紙輥加工程序分析（切削多槽零件）

1.1 切紙輥加工程序分析

在機(jī)械車間加工圓周刀具、軋輥等零件時(shí)，常會(huì)遇到多槽加工。這種零件槽多而且尺寸相同，在編制其加工程序時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象，增加了編程的工作量。為此采用程序調(diào)用指令來(lái)編制該零件的加工程序，減少編程工作量，縮短加工程序的長(zhǎng)度，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

1.2 切紙輥裝夾的分析

因?yàn)榍屑堓佀械募垘б蟊容^嚴(yán)格，所以要求此零件尺寸精度和垂直度精度較高。為了保證加工精度，利用雙頂尖和雞心夾夾具完成這一裝夾。在裝夾之前須用中心鉆在棒料兩邊鉆好定位中心孔。

1.3 切紙輥加工步驟分析

本零件的切削加工是用已加工過(guò)的半成品坯料，如圖1所示（注：實(shí)際切紙輥用合金鋼，而學(xué)生實(shí)訓(xùn)練習(xí)用45號(hào)鋼），所以只考慮用數(shù)控技術(shù)加工槽的加工步驟。具體步驟是：1)要熟悉18槽切紙輥的圖紙（如圖2所示）要求、加工路線和程序；2）選擇合適的雙頂尖和雞心夾裝夾好毛坯，同時(shí)充分考慮操作安全和工件的形位誤差等情況；3）輸入程序并認(rèn)真檢查后，鎖定主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)，進(jìn)行仿真加工演示，并顯示仿真加工路徑；4）調(diào)用加工程序，進(jìn)行有效的對(duì)刀（在C點(diǎn)進(jìn)行對(duì)刀），準(zhǔn)確無(wú)誤后才可以正式加工。

圖1 切紙輥棒料坯料

2 車削多槽切紙輥（45號(hào)鋼棒料）的加工程序

根據(jù)我校目前的數(shù)控車床設(shè)備實(shí)際情況，選用武漢華中數(shù)控股份有限公司產(chǎn)品HNC-21/22T華中數(shù)控車床進(jìn)行編程、操作。該零件的切削深度大，應(yīng)采取斷屑措施切削，選擇與槽等寬的切槽刀直接切入。正確使用定位、切入、斷屑和回退等指令，其加工程序如表1所示。

3 車削硬塑棒料多槽切紙輥樣品在刀具改進(jìn)后的加工程序

由于大部分職業(yè)院校經(jīng)費(fèi)有限，耗材較大時(shí)學(xué)?？梢钥紤]使用成本較低的硬塑材料代替鋼材，這樣可以節(jié)省耗材、刀具和機(jī)械保養(yǎng)等方面的投入。但主要缺點(diǎn)是學(xué)生對(duì)車削鋼材的手感受到限制。采用硬塑棒料加工時(shí)，由于其硬度比鋼材小，塑性大，如果切屑清除不及時(shí)，纏繞在切槽周圍，會(huì)嚴(yán)重影響切槽的形狀和精度，所以每切一槽用加（M00 M03）指令暫停清屑，切削下一槽時(shí)，只需按下面板啟動(dòng)按鈕即可。切削硬塑切削熱較少，所以車削時(shí)不用開切削液，編程時(shí)不用把開切削液的指令編入程序內(nèi)。

表1 車削多槽切紙輥（45號(hào)鋼棒料）的加工程序

4 刀具的選用和刀具改進(jìn)的設(shè)想

圖2 十八槽切紙輥

為了提高車刀的加工壽命和減少刀尖的快速磨損，加工較高硬度的切紙輥時(shí)宜選用硬度高、紅硬性好、耐磨性好的車刀，如選用硬質(zhì)合金車刀進(jìn)行車削，能有效延長(zhǎng)車刀壽命和保證工件精度。由于切紙輥有18槽（如圖2所示），如果逐槽加工會(huì)造成工時(shí)長(zhǎng)，效益低。若主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度受到限制時(shí)，務(wù)必通過(guò)其它方式提高加工速度、減少加工時(shí)間來(lái)提高工作效率。如果通過(guò)改進(jìn)機(jī)床方式來(lái)縮短加工時(shí)間當(dāng)然有可能，但改造的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原來(lái)的加工成本，這種做法是行不通的。傳統(tǒng)的車刀只有一頭進(jìn)行車削，如果我們改用雙頭成形車刀（如圖3所示）進(jìn)行切削，將會(huì)大大提高切槽的效率。

通過(guò)認(rèn)真仔細(xì)地研究了車刀架和車刀的結(jié)構(gòu)，將車刀改制成專用的雙頭成形車刀。為了保證車刀的尺寸和精度，先進(jìn)行車刀頭的刀片焊接，然后利用線切割技術(shù)進(jìn)行對(duì)車刀的成形加工，線切割的尺寸精度可高達(dá)正負(fù)0.02mm，完全能滿足切紙輥的槽距精度。線切割技術(shù)加工出來(lái)的雙頭車刀具有足夠的剛度、穩(wěn)定性和粗糙度。用改造成的雙頭成形車刀進(jìn)行切削，其加工時(shí)間約為原來(lái)的1/2，降低了加工成本，這對(duì)于中、小型企業(yè)來(lái)說(shuō)是較理想的技術(shù)革新。專用雙頭車刀的裝夾如圖4所示。

圖3 雙頭成形車刀

5 結(jié)論

以上是根據(jù)實(shí)際工廠生產(chǎn)需要和職業(yè)學(xué)校特點(diǎn)以及教學(xué)條件情況而制定、實(shí)施的典型多槽零件數(shù)控車削加工的項(xiàng)目訓(xùn)練，總結(jié)起來(lái)有如下亮點(diǎn)：

1）采用了先進(jìn)的現(xiàn)代車床和數(shù)字控制技術(shù)加工多槽典型零件，體現(xiàn)了新設(shè)備、新技術(shù)、新產(chǎn)品融為一體的特點(diǎn)。

2）能根據(jù)不同的加工材料，靈活選用不同加工程序和不同刀具，體現(xiàn)了新材料、新思路、新工藝的特點(diǎn)。

3）可操作性強(qiáng)、方便簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能為使用者帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖4 雙頭成形車刀的裝夾

由于本人接觸數(shù)控技術(shù)加工時(shí)間較短，在編制和實(shí)施本課題過(guò)程中還存在不盡人意的地方，本課題目前基本能滿足教學(xué)需要，但與企業(yè)生產(chǎn)水平還存在較大的距離，特別是在使用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)、零件質(zhì)量控制、機(jī)床維護(hù)和保養(yǎng)等方面還需進(jìn)一步的加強(qiáng)。

[1] 韓鴻鸞.數(shù)控車工(技師、高級(jí)技師)[M].機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.

[2] 張夢(mèng)欣.數(shù)控加工工藝編程與操作[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社, 2008.

[3] 張夢(mèng)欣.計(jì)算機(jī)制圖——CAXA[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社, 2009.