王生

（萬向錢潮股份有限公司，浙江杭州　311215）

翼形軸承座的車削工藝分為車端面，車背弧，車內(nèi)圓等，其中以車內(nèi)圓工序切削量Z大，加工成本Z高，如何保證在加工精度不變、產(chǎn)量不變甚至有所提升的情況下，精簡車加工車內(nèi)圓工序的成本并縮短加工時間，是我們這次設(shè)計的主要課題。

車削工藝為主軸夾緊工件旋轉(zhuǎn)，車刀沿X軸、Z軸等軸向進(jìn)給至程序指定坐標(biāo)，對工件進(jìn)行車削，去除工件多余材料，使工件被加工后尺寸達(dá)到圖樣要求。而翼形軸承座車內(nèi)圓工序包括車外唇口、臺階、內(nèi)圓面、內(nèi)平面以及油槽等多處，在現(xiàn)有加工工藝中，車完內(nèi)圓面就車削內(nèi)平面，該道工序耗時長，切削量大，可擬定為改進(jìn)突破口。

1.方案選擇

根據(jù)刀具進(jìn)給方向，現(xiàn)有兩個車削方案可供選擇。

方案一：在翼形軸承座車內(nèi)圓工序中，車刀走刀路線為內(nèi)圓切削完畢再多刀沿X軸向長距離切削內(nèi)平面，具體走刀路線如圖1所示。

走刀路線為：刀具從坐標(biāo)1進(jìn)給至位置2，沿X軸正向做長距離切削至位置5，后經(jīng)位置6返回位置1，在進(jìn)給至坐標(biāo)點3，沿X軸正向長距離切削至位置4，后經(jīng)位置5、6返回，如此反復(fù)循環(huán)，直至切削出所需尺寸。

此方案優(yōu)點為走刀路線簡潔，程序編寫方便；缺點：若切削距離過長，則在切削過程中易產(chǎn)生積屑瘤，嚴(yán)重?fù)p耗刀具，同時鐵屑過長，容易纏繞刀桿，并刮傷工件已加工表面。

方案二：在翼形軸承座車內(nèi)圓工序中，采用機(jī)槍式車削法，即車刀車完內(nèi)圓面后，以小距離沿X軸軸向進(jìn)給，Z軸方向切削余量固定的方式，以年輪圈樣由內(nèi)向外切削。具體走刀路線如圖2所示。

走刀路線為：刀具從位置1出發(fā)，進(jìn)給切削至坐標(biāo)2，再退刀至位置3，斷屑，再由位置3進(jìn)給并車削至坐標(biāo)4，再退刀至坐標(biāo)5，再斷屑，再進(jìn)給車削至坐標(biāo)6，如是反復(fù)，直至切削出所需尺寸，由Z終坐標(biāo)8沿位置7退刀。

此方案優(yōu)點為切削距離短，鐵屑得到控制，不會纏繞刀桿損壞刀具，對工件已加工表面無影響；缺點：刀具重復(fù)進(jìn)給路線過多，須在Z軸方向來回移動距離過長。

經(jīng)過對比論證，選定方案二為改進(jìn)方案，因為方案二優(yōu)點明顯勝于方案一：對于小口徑的翼形軸承座來說，加工距離不會過長，因而刀具的進(jìn)給次數(shù)不多；而對于大口徑的翼形軸承座，切削距離過長，若采用方案，則刀具的耗損會將制造成本提的過高，同時產(chǎn)品表面加工精度無法得到有效保證，因此，第二方案為Z佳方案。

2.過程論述

針對原有加工方案，結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)狀況，經(jīng)分析得出如下三個主要影響因素：①切削路線。內(nèi)底面切削時采用橫向式切削，因產(chǎn)品內(nèi)圓與內(nèi)底面結(jié)合處余量大，且刀具橫向切削時剛性減弱，較大影響刀具壽命。②刀具性價比。目前采用進(jìn)口刀片，雖性能較好，但價格偏高，影響產(chǎn)品加工成本。③切削參數(shù)。因數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床型號各不相同，使用參數(shù)也存在較大偏差，出現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)格產(chǎn)品切削的節(jié)拍以及刀具的消耗不一致。

針對以上三個要因，我提出如下改進(jìn)措施：①粗車刀的走刀路徑。調(diào)整走刀路線，即改進(jìn)粗車刀的切削路徑，將余量較大的部位從原來的長行程切削改為短行程多刀式切削。②粗車刀刀片性價比。改換刀片，即粗車刀具國產(chǎn)化替代，與多家國內(nèi)刀具商進(jìn)行聯(lián)系，有計劃地對其刀具進(jìn)行試用，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、比對，選定一到兩家刀具商，并與其進(jìn)一步商議相關(guān)刀具價格。③切削參數(shù)。調(diào)整程序參數(shù)，即做實驗設(shè)計，采用部分實驗設(shè)計，列舉影響輸出較大的因子，選定兩個水平，運(yùn)用MINITAB進(jìn)行分析，得出合理的切削參數(shù)，然后進(jìn)行推廣使用。

3.試驗結(jié)果

經(jīng)過程序改進(jìn)，將車刀走刀路線設(shè)置為，車完內(nèi)圓面，車刀移動至翼形軸承座內(nèi)大孔中心位置，按照產(chǎn)品型號大小不同，以每次1～2mm的位移沿X軸方向（徑向）切削，經(jīng)過一段時間的試生產(chǎn)，得出車內(nèi)圓工序加工節(jié)拍的數(shù)據(jù)如下表：

由數(shù)據(jù)可知，在使用同樣刀具的情況下，改進(jìn)后，不論是小規(guī)格還是中規(guī)格還是大規(guī)格產(chǎn)品，加工節(jié)拍都有所下降，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，不論何種規(guī)格，加工節(jié)拍均被壓縮，平均時間下降了6s。刀具損耗也大大降低。

切削路線及切削方式改進(jìn)后，鐵屑情況如圖3所示。

在改進(jìn)前，鐵屑條?長，在加工過程中不易脫落，且易于纏繞刀桿，掛扯到車床內(nèi)其他部位，發(fā)生拉扯斷裂的危險，同時，因為鐵屑纏繞刀具，在車刀對工件進(jìn)行車削加工時，鐵屑還易劃傷工件已加工表面，破壞加工面，導(dǎo)致工件報廢或返工。

改進(jìn)后鐵屑長度得到控制，形狀呈規(guī)則的螺旋狀，在加工過程中易于脫落，不會導(dǎo)致對工件表面的劃傷，由此可見，隨著切削方式的改進(jìn)，鐵屑的形狀發(fā)生了很明顯的變化，通過對刀具采樣檢查，并未發(fā)現(xiàn)有積屑瘤情況的出現(xiàn)，刀具使用壽命得到延長，由此可證明采用方案二是正確的選擇。

4.結(jié)語

本翼形軸承座車內(nèi)圓工序改進(jìn)是針對其加工時間過長的現(xiàn)實情況來思考和設(shè)計的。采用機(jī)槍式車削法，可以滿足車內(nèi)圓工序所必須達(dá)到的加工精度，同時因為走刀路線更加合理，使得鐵屑長度得到控制，不至于影響刀具使用壽命。同時通過對刀具使用進(jìn)行改進(jìn)，在同樣的加工效果情況下，選用國產(chǎn)化刀具替代進(jìn)口刀具，大幅度降低了成本。

來源：《金屬加工（冷加工）》