黃光蔭

（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西 柳州545005）

在從事壓鑄鑄件制造加工過程中，鑄造出來的工件毛坯，在澆口部分會有多余的鑄件材料與鑄件一同鑄出，一般的情況下，壓鑄模澆口套內(nèi)孔均是圓柱形的，澆口部分隨著鑄件一同從模具上鑄出，然后再用其它設(shè)備將澆口部分鋸掉。

但隨著科技的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，為進一步提高在壓鑄制造的生產(chǎn)效率，本文簡要闡述通過對壓鑄模上的澆口套進行改進，使得在每次壓鑄成形后，在開模時便能將鑄件部分與澆口部分迅速分離，這樣當鑄件從模具上取出時，鑄件部分與澆口部分就已經(jīng)分開，免除了單獨鋸斷鑄造澆口部分的工序，大大提高了生產(chǎn)效率。

1 螺旋澆口杯設(shè)計原理

目前，使用壓鑄模進行鑄件生產(chǎn)，生產(chǎn)出的毛坯在進行深加工以前，需要把澆口部分用鋸床鋸掉，如是在鑄件出模時，能讓毛坯與澆口部分分開，就可以免去鋸澆口這道工序，為公司節(jié)省下加工成本的同時也提高工件加工生產(chǎn)進度，所以在設(shè)計鑄模時采用了螺旋切澆口，螺旋切澆口套是在原來澆口套φ40 mm內(nèi)孔壁上增加三條的等分梯形螺旋槽（螺旋角15°），如圖1所示。當鑄件形成的同時，澆口套的螺旋槽內(nèi)充滿鑄料，壓鑄模通過壓鑄機的開模動作，使模具打開，在開模的過程中，澆口部分是沿著澆口套軸向相對運動的，在澆口套內(nèi)螺旋槽的作用下，使?jié)部诓糠之a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動作，將鑄造澆口部分擰斷，這樣當鑄件從模具上取出時，鑄件部分與澆口部分就已經(jīng)分開，免除了單獨鋸斷鑄造澆口的工序，大大提高了生產(chǎn)效率。

圖1 水口套簡圖

2 螺旋澆口杯加工方法

因為需要在澆口套內(nèi)增加梯形螺旋槽，所以這給澆口套的加工帶來了相當大的難度。作為螺旋槽的加工，首先考慮在車床上加工，而普通車床能加工最大的螺旋槽導程為192 mm，先計算澆口套螺旋槽的導程：L=π ×D ×cot15°=π ×40×3.732 1=469 mm，由于澆口套導程太大，所以在車床上無法加工。另外還考慮能直線運動的設(shè)備，如拉床、刨床，兩種設(shè)備的加工特點是刀具在切削時只做直線運動，工件是固定不動的，而工件沒有做旋轉(zhuǎn)運動，所以以上兩種設(shè)備都無法出加工螺旋槽，再考慮是否能用專用設(shè)備來加工，因我廠不是該工序的專業(yè)廠家，所以也無法解決螺旋澆口套內(nèi)螺旋槽的加工問題，為找出我廠現(xiàn)有設(shè)備加工內(nèi)梯形螺旋槽方法，與工程技術(shù)人員及工藝人員共同分析、研究，認為在X52銑床上可以完成螺旋槽的加工工序：

（1）通過銑床縱向工作左絲桿與分度頭的配換齒輪，可滿足15°螺旋角的大導程螺旋線形成的條件，解決了在車床、拉床、刨床無法實現(xiàn)大導程螺旋線形成的問題。

（2）通過X52銑床上1 180 mm/min的進給速度，可接近于刨床的直線速度。

銑床以上兩個特點解決了螺旋線形成與直線運動的關(guān)鍵問題，為能在X52銑床上完成螺旋切澆口套的加工奠定了基礎(chǔ)，但還考慮到在實際操作過程中存在的問題是：銑床是銑刀通過主軸旋轉(zhuǎn)切削而達到加工目的，既然要用銑床代替刨床的運動形式，那么用來切削的不是旋轉(zhuǎn)的銑刀，而是要在直線運動中進行切削的刨刀，采用刨刀就要考慮裝刀的理想位置，認為刨刀還應裝在銑床的主軸上比較理想但要在刀具上作一些改進，該條件也是能滿足的，還應考慮到盡管刀具能固定在銑床的主軸上，但銑床的主軸是轉(zhuǎn)動的，雖然能在切削過程中關(guān)閉主軸電機電源，在起動后主軸不會自行轉(zhuǎn)動，但它在受到外力尤其是徑向外力作用下，它還是會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的，帶著問題再次觀察主軸，覺得可利用主軸套上固定法蘭蓋上的四個螺釘孔將主軸旋轉(zhuǎn)部分固定。

通過以上的分析、考證，認為以上幾個條件完全可以滿足在X52銑床上加工螺旋切澆口的內(nèi)梯形螺旋槽，經(jīng)過實踐，在增設(shè)零部件不多的情況下完成了切澆口套上的內(nèi)梯形螺旋槽的加工任務，加工過程如下。

加工的方法步驟：

（1）刀具的準備。因螺旋切澆口套是用萬能分度頭夾持加工的，分度頭卡盤中心線和工件內(nèi)孔φ40 mm中心線垂直銑床主軸中心線，采用的切削過程是刀桿通過內(nèi)孔進行切削的，所以刀桿中心線必須平行工件分度頭中心線，制作一把直角刀具，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 刀桿簡圖

刀體（1）尾部選用4號莫氏錐度，以便通過過度套固定在銑床主軸孔上，刀體（1）下端加工成45°斜面，刀桿（2）的一端也加工成45°斜面，互相對焊，即成直角刀具。在刀桿（2）上加工一個方孔，用于裝夾刀頭，方孔的一個截面與刀桿（2）端面的夾角為15°，要和澆口套螺旋角一致，防止加工螺旋槽時，刀頭后刀面與工件已加工面發(fā)生干涉；刀桿（2）端面加工一螺釘孔，用于固定刀頭。整個刀體裝上銑床主軸孔后，刀桿（2）部分中心線正好與工件中心線平行，刀頭（3）選用W18Cr4V高速鋼刀頭，該澆口套螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向為左旋，那么刀頭（3）主視圖的右側(cè)后角應選大一些α≈10°～12°.以免在切削過程中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，而左側(cè)面因螺旋角的原因，即使后角等于0°，也不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，考慮保證刀頭的強度和排屑順暢，所以盡量選用小一些的，即0～3°.

（2）銑床主軸和刀桿的固定。制作兩塊連接鍵如圖3所示。

圖3 連接鍵

鍵的一端連接固定在主軸25 mm的鍵槽中，另一端利用主軸套的法蘭盤固定螺孔，在對好方向后將螺釘上緊，這樣可以將主軸固定好，確保主軸在受到外力的情況下不會變動，在裝上此鍵時必須先將主軸旋轉(zhuǎn)方向的選擇開關(guān)調(diào)到0狀態(tài)位置，并按下主軸啟動開關(guān)確認主軸電機不轉(zhuǎn)動后，方能裝上該連接鍵，以防止不小心按下啟動開關(guān)，損壞機床，然后按圖4所示加工。

圖4 刀桿固定在銑床主軸上簡圖

用拉桿將刀桿裝上主軸，調(diào)好刀桿方向（使刀桿2的軸芯與澆口套軸芯平行），再將拉桿收緊，這時刀桿和主軸是固定在一起的，而主軸已經(jīng)被固定，這樣在加工過程中刀桿也不會變動。

（3）配換掛輪的選擇。根據(jù)工件導程計算配換掛輪j=（z1×z3）/（z2×z4）＝（40×6）/導程，j=（90×25）/（55×80）；設(shè)計澆口套有三條槽，所以在切削一槽后的分度頭轉(zhuǎn)數(shù)：H=40/3再進行第二條槽的加工，以此類推，直至加工完成三條槽的加工。

（4）進給量的選擇。由于刀具已形成了直線運動的切削能力，通過機床縱向工作臺絲桿與分度頭的配換齒輪形成了螺旋線的運動，所以進給量選擇1 180 mm/min，固定好刀具，把分度頭固定在機床工作臺面上，掛好齒輪，調(diào)整好刀具與分度頭的相應位置，如圖5所示。

圖5 澆口套加工示意簡圖

調(diào)整好縱向工作臺行程開關(guān)限位板，使每次切削完備縱向工作臺即自動停止，確保切削過程的安全，然后裝上劃好線的工件后對好刀即可開始切削，通過轉(zhuǎn)動分度頭移動橫向工作臺進行梯形槽兩側(cè)的粗加工，利用銑床主軸或工作臺升降進行對梯形槽深度的粗加工，然后修磨刀頭對梯形槽進行精加工達到圖紙要求。

3 結(jié)束語

通過采取新的工藝措施和刀具改良，克服了在實際加工過程中出現(xiàn)的困難，圓滿的完成螺旋澆口的加工任務，通過此次任務，認為：企業(yè)內(nèi)部擁有的設(shè)備的加工性能都有一定的局限性，但只要以科學的態(tài)度大膽創(chuàng)新實踐，那么就能使設(shè)備發(fā)揮其潛在的作用。

參考文獻：

[1]勞動人事部培訓就業(yè)局.銑工工藝學[M]．北京：中國勞動出版社出版，1991.