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河北华利机械配件有限公司

零件“手柄”數控加工工藝分析

2013/7/18 15:01:37

 

    時代集團公司  (北京100085)  張永權

  我单位经常使用的一零件手柄,材料爲LY12。以前由臥式車床加工,由于數量的增加現改爲數控車床加工,我部門使用的數控車床爲濟南第一機床廠生産的CK6125經濟型數控車床,平床身,立式4工位電動刀架。系統爲FANUC POWER MATE O

    下面對手柄零件的加工工藝、刀具設計,.進行進一步的分析。

    由于數控車床使用的是立式4工位刀架,一次只能裝4把刀,而加工圖l的零件至少需要6把刀,分別爲外圓刀、中心鑽、鑽頭、镗孔刀、鉸刀和切斷刀。如果用手動尾座鑽中心孔,然後手動麻花鑽鑽孔,最後再手動鉸孔,電動刀架上裝3把刀分別爲外圓刀、镗孔刀和切斷刀這樣可以完成手柄的加工。但是效率卻很低,因爲有太多的人工參與。

    我們的目標是一次裝夾由數控車床實現車、鑽、鉸、镗和切斷的加工。要想實現一次裝夾完成手柄的加工,就需要將6把刀縮減爲4把刀加工完成。

  1.加工路線和刀具設計

  加工路線如圖2

  經過分析我們將外圓刀和切斷刀合並爲一把刀,鑽孔刀和中心鑽合並爲一把刀,這樣6把刀便縮減爲4把刀了。外圓刀和切斷刀合並爲一把刀的形狀如圖3所示。

3所示的刀的材料爲高速鋼,刃寬爲5mm,分爲左右兩個切削單元,左切削單元A相當于一把外圓刀,用于工件端面和外圓的車削,車刀角度分別爲主偏角爲920,副偏角爲15。,車圓錐面時防止刀的副後刀面與工件表面發生幹涉,同時在前刀面上開一條小的卷屑槽增大前角,使切削輕快,在副切削刃磨有0.2mm的修光刃。右切削單元B相當于一把切斷刀和一把右偏刀用于切斷,同時車削左端面。車刀主偏角爲IOo,副偏角爲30。左、右切削单元之间有一过渡圆弧,圆弧作用是在切断时使得手柄先切下来,在手柄的左端面.卜.不产生大的毛刺。示意圖如圖4B爲圓弧部分形成的材料區域,在切斷時手柄先切下,後面的材料區隨之再切除。   

中心鑽和孔頭合並爲一把刀的刀具設計思路是根據倪志福鑽頭的原理設計的,也就是我們所說的群鑽。在加工過程中我們發現群鑽在鑽鋁合金等有色金屬時,定心效果良好。在不鑽中心{孔时直接用群钻钻孔,也可钻出同轴度相当好的孔。为了进一步增强群钻的定心效果我们用硬质合金钻头取代了普通高速钢钻头,经过实验效果良好。圖5是我们所用群钻的示意圖。我们所用的群钻就是通常所用的铝合金群钻,材质由高速钢改为了硬质合金。。

  2.工裝

  要想實現數控車床自動鑽孔,得設計一個裝夾鑽頭的工裝。設計思路是將一銑好的四方刀體,夾在刀架上並進行找正。將鑽頭裝夾在三爪自定心卡盤上,移動刀架向刀體上鑽孔,然後再鉸孔,這樣便保證了三爪的中心和刀體孔中心的同軸度要求。然後在刀體的側面孔的中心線上鑽兩個M8的螺紋底孔,並攻上螺紋。做一心軸使得心軸與刀體的孔是過渡配合,在心軸的一頭上車一錐柄與B14鑽夾頭相連,然後將心軸裝進刀體的孔裏,通過側面的兩個M8的螺钉进行定位锁紧。最后将钻头装进钻夹头上便可以钻孔了。夹具的结构和示意圖见圖6

    此鑽孑L工裝可多次重複使用,而且可更換不同規格的鑽頭,更換非常方便。安裝時必須找正,否則鑽出的孔會有錐孔的現象。

    此工裝適用範圍:鑽中心孔、鑽孔、擴孔、鉸孔等,

    由于我單位使用的車床爲FANUC - MATE 0系統,沒有環循功能( G71G72G73)和鑽孔循環功能( G74),因此爲了更好的配合此工裝鑽孔、鉸孔。我們編制了一套鑽孔宏程序。

    注:#6爲每次鑽孔的深度,用K進行指令。撐18爲距離上一加工位置的空行程距離,用R進行指令。

#9爲鑽孔的進給量,用F進行指令。#20爲鑽頭快速退出後暫停時間主要用于清理切屑和對鑽頭進行冷卻,用T進行指令。

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