弧面上深窄槽銑加工

滾筒外側(cè)(wàicè)圓弧面上深窄槽的銑加工精品資料一、引言(yǐnyán)75A塔機(jī)是北人股份公司的新型高端產(chǎn)品，滾筒是機(jī)器的心臟部位，此次技術(shù)革新將版滾筒原有壓板夾版模式，改為槽夾版模式。結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)適用，使上版更加快捷精確，提高了印刷精度和效率，但同時也提高了加工難度。雖然像1.2mm甚至(shènzhì)更窄的槽都加工過，但如此深，精度要求又高的窄槽，公司機(jī)加工還沒有涉及過。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在不考慮精度的前提下，能順利將槽加工出來就算不錯了。因此，一個高難課題擺在了我們面前，拭待攻關(guān)解決。技術(shù)攻關(guān)精品資料

二、零件加工(jiāgōng)的主要難點(diǎn)技術(shù)(jìshù)攻關(guān)

在45鋼滾筒外側(cè)圓弧面上加工兩個寬1.2mm、深25.5mm、總長1000mm的對稱槽。位置尺寸133.15±0.02mm，對稱度0.02mm，其公差精度很高。這種槽目前只能采用鋸片銑刀銑削方式加工，然而普通的加工方法無法保證精度。(見圖一）精品資料a）主視圖b）槽部放大(fàngdà)圖c）左視圖圖一精品資料二、零件加工(jiāgōng)的主要難點(diǎn)1、零件加工精度高，普通工裝夾具難以滿足加工要求?，F(xiàn)有機(jī)床沒有分度旋轉(zhuǎn)軸附件，兩個槽的對稱度為0.02mm，加工時180°分度精度很難保證。2、由于位置在滾筒大外圓上40°夾角處，待加工表面為外圓弧。1.2mm鋸片銑刀的剛性很差，加工時受軸向切削力的影響，使槽向外側(cè)偏斜。由幾何數(shù)學(xué)計(jì)算可知，這樣槽與滾筒中心(zhōngxīn)的距離就遠(yuǎn)了。槽的位置精度無法保證。技術(shù)攻關(guān)精品資料二、零件(línɡjiàn)加工的主要難點(diǎn)技術(shù)(jìshù)攻關(guān)3、通用鋸片銑刀刀桿的精度較低，定位誤差大，無

法保證刀具精度，影響刀具切削精度和性能。4、槽窄且深、長。受加工部位限制，刀片直徑較大，

強(qiáng)度低，切削性能差，加工困難。5、通用鋸片銑刀的制造精度較低，端跳和徑跳誤差

較大，隨著切深的增加，刀具受切削力和形狀變

形的影響，易出現(xiàn)夾刀崩碎現(xiàn)象，無法正常加工。精品資料三、典型(diǎnxíng)相關(guān)聯(lián)工序由于滾筒的工序較長，只選擇(xuǎnzé)其中部分相關(guān)聯(lián)工序供參考技術(shù)攻關(guān)序號工序名稱工序內(nèi)容110磨磨￠347.43大外圓，磨兩端軸頭￠110h7、￠130h7和￠80h7外圓（保證兩端￠110h7一致性≤0.005mm）。115磨磨用支架架兩端￠110h7外圓，磨左端￠90h7外圓并靠磨端面。120鉗劃兩端軸頭和兩端大外圓端面十字中心線，劃兩處1.2槽40°線。125銑按劃線位置，銑兩處1.2槽成（保證尺寸公差和形位公差），銑R0.3圓弧角。上面磨序?yàn)殂姴奂庸けＷC了工件定位面精度，劃線提供了快捷找正槽位置的參考基準(zhǔn)。精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)1、精密機(jī)床保證位置精度

此次加工選用了德國沙爾曼臥式加工中心，此設(shè)備操作系統(tǒng)為西門子840D。機(jī)床工作臺1400mmx1600mm，X軸行程±1000mm，主軸轉(zhuǎn)速0～4000轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)床定位精度0.006mm，重復(fù)定位精度0.005mm，是精度非常好的加工中心機(jī)床。因此利用這臺加工中心良好的精度能夠?yàn)榱慵募庸ぞ忍峁┗A(chǔ)保證。精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施2、合理選擇定位基準(zhǔn)因?yàn)?yīnwèi)滾筒筒身外圓尺寸較大，裝夾較為困難，故選用滾筒兩端￠110h7軸頭外圓作為定位基準(zhǔn)。以便于夾具設(shè)計(jì)，定位準(zhǔn)確。同時可以使夾緊方案也比較簡單、可靠、操作方便。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施

3、夾具(jiājù)設(shè)計(jì)1）高精度V形鐵確保定位精度根據(jù)工件外形尺寸和加工部位位置狀況，選用V形鐵定位。為保證定位精度，對原有V形鐵進(jìn)行修整。將一對V形鐵在臥式加工中心上重新同精加工后，再進(jìn)行配磨墊片的精密調(diào)整，使其定位面精度一致性誤差小于0.01mm，達(dá)到了高精度定位保證加工精度。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施2）新型輔助支撐防護(hù)定位元件和工件精度由于工件利用兩軸頭裝夾，造成中間部位懸空較大(jiàodà)，加工過程中易引起顫動，影響加工質(zhì)量。另外，吊裝工件時受天車工技能水平的影響，有時工件不能非常平穩(wěn)的放在V形鐵上，容易磕傷V形鐵定位表面，也可能使V形鐵定位基準(zhǔn)移動。再有，在加工中需要將滾筒旋轉(zhuǎn)180°后重復(fù)裝夾定位，這樣工件軸頭外圓和V形鐵定位表面形成研磨，容易損傷工件和V形鐵精度。同時勢必影響工件的定位精度、及重復(fù)加工一致性。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施為避免類似問題，經(jīng)過仔細(xì)(zǐxì)研究分析，設(shè)計(jì)制做了一個工裝支撐（如圖二）。在吊裝工件時先將支撐向上調(diào)高，加工件落在支撐上，再調(diào)整支撐使其輕輕落在V形鐵上，此時支撐下降到不受力為止，使工件軸頭與V形鐵定位面完全接觸。在切削加工前用手調(diào)整，將支撐上端輕輕頂住工件大外圓表面，起到輔助支撐的作用。加工完一面槽后，再用它輕輕支起滾筒，由于支撐上部是軸承，不僅使工件翻面更加容易，且不會研傷工件和V形鐵定位表面，減少了影響精度的因素。此外支撐升降的部位采用了平底推力球軸承，調(diào)整起來非常輕松方便。技術(shù)攻關(guān)精品資料圖二支撐

1—軸承(zhóuchéng)2—支撐架3—調(diào)整套4—調(diào)整用孔5—平底推力球軸承(zhóuchéng)

6—底座7—軸8—螺母9—墊圈10—擋圈精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施3）分度板的設(shè)計(jì)制作加工兩個對稱槽需要將工件旋轉(zhuǎn)180°后重復(fù)定位加工，因此重復(fù)分度定位精度是保證加工槽對稱精度的關(guān)鍵。在機(jī)床沒有分度旋轉(zhuǎn)軸附件的情況下，設(shè)計(jì)制作了一個分度板（如圖三）。選擇加工一塊45鋼板，將其除兩端外四面磨成，表面粗糙度Ra0.8，保證兩個分度找正面的直線度和平行度誤差0.005mm，分度找正面與安裝定位面的垂直度0.01mm。并根據(jù)(gēnjù)滾筒軸頭縱向位置的2-M10螺孔位置尺寸，在分度板上鉆2-￠11的通孔，作為安裝使用。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)圖三分度板精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施4）精確定位加工基準(zhǔn)滾筒的定位裝夾如圖四所示。將V形鐵置于工作臺面上，找正后用螺栓壓緊。把滾筒放置在V形鐵上，用千分表檢測滾筒兩￠110h7軸頭上母線及側(cè)母線，誤差0.01mm以內(nèi)(yǐnèi)。然后按線找正槽圓周分度40°位置，用螺栓和壓板夾緊滾筒。手動調(diào)整輔助支撐輕輕頂住工件大外圓表面，并將支撐底座緊固在工作臺面上。用內(nèi)六角螺釘將分度板安裝在滾筒軸頭上，以千分表找正分度板上面，誤差在0.005mm內(nèi)。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施然后用千分表轉(zhuǎn)表檢測￠80h7外圓兩側(cè)側(cè)母線，定位水平方向上滾筒軸心位置，作為(zuòwéi)加工基準(zhǔn)；用測量棒和量塊分別檢測￠347.43外圓上面和左端面，定位滾筒中心高度位置及滾筒縱身方向零點(diǎn)位置。待一側(cè)槽加工完成后，松開滾筒壓板，用輔助支撐將工件頂起，手動將工件旋轉(zhuǎn)180°，落下支撐，輕微調(diào)整工件，用千分表找正分度板上面，誤差在0.005mm內(nèi)，夾緊工件。檢測定位后，繼續(xù)加工另一個槽。技術(shù)攻關(guān)精品資料a）裝夾主視圖圖四1—滾筒2—V形鐵3—支撐(zhīchēng)4—分度板5—內(nèi)六角螺釘6—壓板7—螺母8—墊圈9—螺栓10—工作臺精品資料滾筒(gǔntǒng)裝夾圖片精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施4、研究改進(jìn)刀具和革新加工方法1）特殊的銑削平加工方法槽所在位置的圓弧面是銑槽加工的一個重大阻礙。因此，必須(bìxū)先進(jìn)行削平加工，將外圓弧面加工成平面，使鋸片銑刀能夠以最佳方式順利切入加工。開始我們選擇立銑刀銑平臺，但加工后效果不理想。因?yàn)榱姷兜都舛加械菇?，不能清根，將外圓弧面轉(zhuǎn)換成了內(nèi)斜面，同樣不能滿足加工需求。為達(dá)到良好的加工目的，經(jīng)過細(xì)致計(jì)算，改進(jìn)工藝刀具，最終選用了80°單角銑刀，將刀尖角修磨成R0.2mm，Z向深度切削至1.2槽內(nèi)面，徑向切深2mm（以槽外側(cè)25.5處尺寸點(diǎn)計(jì)算）。加工后刀尖形成內(nèi)圓弧切點(diǎn)與槽外側(cè)邊尖點(diǎn)正好在同一垂直平面上，即真正達(dá)到了削平目的（如圖五）。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)圖五加工效果圖（旋轉(zhuǎn)）精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施2）良好的導(dǎo)向槽為了(wèile)更好的保證1.2mm鋸片銑刀切削位置精度，選用￠20*1.2mm的整體硬質(zhì)合金T型槽銑刀先進(jìn)行加工，徑向切深2mm。采用順銑的切削方式，刀具切削刃切入點(diǎn)正好作用于銑平后共垂面的兩點(diǎn)，受力均勻，達(dá)到了良好切削效果。同時此刀具剛性較好，能夠確保位置精度，因此加工出的槽能夠給1.2mm鋸片銑刀起到很好的導(dǎo)向作用。技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施3）設(shè)計(jì)制作高精度鋸片銑刀刀桿刀具系統(tǒng)精度直接影響加工質(zhì)量。普通鋸片銑刀刀桿定位精度差，不能滿足加工需求。根據(jù)零件加工槽位置尺寸和精度，自行設(shè)計(jì)并請成都英格刀具廠協(xié)助制作了銑刀桿，刀桿定位誤差在0.01mm以內(nèi)，保證了刀體的精度。并將刀桿上定位鍵的位置向前移，縮短端部夾緊結(jié)構(gòu)長度尺寸，解決了刀具端部與工件發(fā)生干涉問題。此刀桿還改變了傳統(tǒng)的粗牙螺釘緊固刀片(dāopiàn)方式，采用細(xì)牙螺紋，螺母緊固方式，提高了夾緊性能，增加了刀片(dāopiàn)裝夾的穩(wěn)固性。（刀具簡圖如圖六所示）技術(shù)攻關(guān)精品資料圖六1—刀體2—鍵3—墊片4—墊片5—螺母(luómǔ)6—刀片精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施4）改進(jìn)鋸片銑刀角度和制造精度為保證刀具較好的切削性能，選擇整體硬質(zhì)合金鋸片銑刀。在滿足切深要求的情況下，選用￠125mm，68齒刀片。然而普通鋸片銑刀制造精度較低，端跳和徑跳誤差較大，隨著切深的增加，刀具受切削力和形狀變形的影響，容易(róngyì)出現(xiàn)夾刀崩碎現(xiàn)象，無法正常加工。因此對刀片的制造精度提高要求，刀片厚度尺寸1.2mm；端跳誤差0.02mm；徑跳誤差0.04mm；刀片內(nèi)孔直徑￠27H7，提高定位精度。因?yàn)榈镀浅１。枰M可能減小副偏角，保證刀片強(qiáng)度。經(jīng)過切削加工實(shí)驗(yàn)，選擇將刀片磨出0.1°副偏角（中間￠60mm保留1.2mm尺寸作裝夾用），很好的滿足了切削條件，并將刀尖錯齒單邊倒角0.2mm，減小切削力。通過調(diào)研，我們請常州刀具廠加工刀片，滿足了使用要求。（刀片簡圖如圖七所示）技術(shù)攻關(guān)精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)圖七刀片精品資料四、技術(shù)(jìshù)攻關(guān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)5）分層遞減步進(jìn)法銑槽加工由于槽較深，一次直接銑削加工完成，切削力大，刀片無法承受。采用分層遞減步進(jìn)切入法，分9次徑向進(jìn)給銑成槽，分別為5、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、1mm，切削轉(zhuǎn)速S200r/min、進(jìn)給速度F100mm/min。銑削方式選擇順銑。加工程序如下：精品資料四、技術(shù)攻關(guān)(ɡōnɡɡuān)措施技術(shù)(jìshù)攻關(guān)……N100GOG90G54X-70.00Y180.00S200M3D3(起始點(diǎn))N105Z135.00（Z軸快速移動到安全點(diǎn)）N110G01Z131.92F500（Z軸移動到加工位置）N115G01G41Y104.57（Y軸到切深位置，調(diào)用刀具左補(bǔ)償）N120X1070.00F100（直線進(jìn)給銑加工槽）N125G0G40Y180.00（取消刀補(bǔ)，刀具離開工件）N130X-70.00（回到起始點(diǎn)）N135G01G41Y100.57F500（以下同理逐步完成加工）N140X1070.00F100……精品資料五、效果(xiàoguǒ)總結(jié)技術(shù)(jìshù)攻關(guān)

通過對加工方法、工具、工裝和刀具的改進(jìn)，完成了滾筒夾版槽的加工。取得了很好的效果，并具有重要意義。1、此次成功攻克了滾筒上高精度夾板槽（深