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        鋼錠盤(pán)加工工藝與結(jié)構(gòu)改進(jìn)

        2015-02-18 09:14:00經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司山西晉中030601王培源邊文廣宋翠萍
        金屬加工(冷加工) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:精車(chē)刀柄斜角

        ■經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司 (山西晉中 030601) 王培源 邊文廣 宋翠萍

        鋼錠盤(pán)加工工藝與結(jié)構(gòu)改進(jìn)

        ■經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司 (山西晉中 030601) 王培源 邊文廣 宋翠萍

        摘要:從鋼錠盤(pán)的使用功能和數(shù)控加工路徑的優(yōu)化角度出發(fā),闡明了其外形加工工藝的實(shí)際情況,并結(jié)合所用數(shù)控刀具的特點(diǎn),提出零件細(xì)部特征設(shè)計(jì)的改進(jìn)要點(diǎn),探索出了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)功能前提下提高加工工藝性的方法。

        1. 錠盤(pán)及其聯(lián)接件

        我公司是錠子生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)廠,各型錠子的平均年產(chǎn)量100萬(wàn)套以上。錠子也是紡紗廠規(guī)模大小的一個(gè)衡量指標(biāo),錠盤(pán)是其中一個(gè)主要零件(見(jiàn)圖1),材料為45鋼,由錠帶驅(qū)動(dòng)R200mm處,轉(zhuǎn)速達(dá)到18 000r/min,平衡要求高,表面質(zhì)量要求高。目前采用實(shí)芯棒料進(jìn)行粗加工后,留余量單面約0.5mm,再進(jìn)行半精加工和精加工,除調(diào)質(zhì)料外無(wú)其他熱處理要求,但鼓形R200mm處需要拋光處理。與錠盤(pán)相聯(lián)接的零件還有材質(zhì)為65Mn的割紗器片(見(jiàn)圖2)、材質(zhì)為Y112的割紗器定位盤(pán)(見(jiàn)圖3),兩者以φ32mm外圓定位,采用鉚壓割紗器定位盤(pán)的30°斜面固定在一起,形成結(jié)合件,然后再與錠盤(pán)鉚壓在一起。

        由于45鋼的可獲得性?xún)?yōu)于鑄鐵,可加工性也優(yōu)于鑄鐵,特別是可以獲得較好的表面質(zhì)量,以及隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),鑄造工藝在城市周邊逐漸受到限制,鋼質(zhì)錠盤(pán)得到了生產(chǎn)企業(yè)和客戶(hù)的廣泛認(rèn)可。

        圖1

        圖2

        圖3

        2. 外形精加工工藝

        以圖1右側(cè)對(duì)稱(chēng)中心為編程原點(diǎn),加工過(guò)程為:精車(chē)右端面→半精車(chē)鼓形R200mm及兩側(cè)斜面→精車(chē)φ23mm外圓左半側(cè)、鼓形R200mm及兩側(cè)斜面→反向車(chē)φ23mm外圓、R1mm軸肩、φ26mm外圓。程序如下:

        (精車(chē)右端面)

        N1010 T201 M6

        N1020 S3000 M4

        N1030 G0 X30 Z-3

        N1040 G1 X16

        N1050 X16.5 Z0

        N1060 X13.5

        N1070 Z0.1

        N1080 G0 X50 Z100

        (半精車(chē)R200mm留單邊余量0.2mm)

        N2010 T202 M6

        N2020 S3000 M4

        N2030 G0X32.0000 Z-31.8428

        N2040 G1 X21.3752 Z-35.1624 F0.08

        N2050 G2 X20.6242 Z-35.8408 R0.8

        N2060 G3 X20.6438 Z-50.4069 R200.2

        N2070 G2 X21.9234 Z-51.2734 R0.8

        N2080 G1 X29.2794 Z-52.0225

        N2090 G3 X30.4000 Z-52.7084 R1.2

        N2100 G0 X50 Z100

        (精車(chē)R200mm等)

        N3010 T303 M6

        N3020 S3500 M4

        N3030 G0 Z-18

        N3040 G1 X23 F0.08

        N3050 Z-28.2577

        N3060 G2 X24.3160 Z-29.1974

        N3070 G1 X29.3420 Z-30.1121

        N3080 G3 X30.0000 Z-30.582 R0.5

        N3090 G1 Z-31.9547

        N3100 G3 X29.5299 Z-32.3787 R0.5

        N3110 G1 X21.1633 Z-34.9928

        N3120 G2 X20.2245 Z-35.8779 R1.0

        N3120 G3 X20.2245 Z-50.4538 R200

        N3130 G2 X21.8436 Z-51.4694 R1.0

        N3140 G1 X29.1996 Z-52.2185

        N3150 G3 X30.0000 Z-52.7084 R0.5

        N3060 G1 Z-63.8

        N3170 G0 X50

        N3180 Z100

        (反向車(chē)φ23m m外圓、R1mm等)

        N4010 T404 M6

        N4020 S3000 M4

        N4030 G0 Z-19.5

        N4040 X25

        N4050 G1 X23 F0.08

        N4060 Z-5

        N4070 X24

        N4080 G2 X26 Z-4 R1.0

        N4090 G1 Z-2

        N4100 G0 Z100

        由于數(shù)控車(chē)床刀架后置,采用株洲鉆石公司的左手刀柄SDJCL2020K11及三菱公司的刀片DCMT11T304(55°菱形),車(chē)削右端面;采用左手刀柄SVJBL2020K11(93°主偏角)及三菱公司的刀片VBMT110304 (35°菱形),向左半精車(chē)、精車(chē)削鼓形R 2 0 0 m m處;采用株洲鉆石公司的右手刀柄SDJCR2020K11及三菱公司的刀片DCMT11T304(55°菱形),向右車(chē)φ23mm外圓、R1mm軸肩及φ26mm外圓。

        3. 分析與改進(jìn)

        一方面,從零件的功能來(lái)看,φ26mm外圓與φ16.5mm形成的軸肩面是為了增加割紗器片、割紗器定位盤(pán)的接觸面積,R1mm的倒角并不影響接觸效果,通過(guò)分析零件的使用功能,也不與其他零件或功能發(fā)生聯(lián)系,因此可以說(shuō)該倒角設(shè)計(jì)成圓弧角、直角或斜角都不影響錠盤(pán)的功能。從圖1可以看出,鼓形R200mm的左右兩側(cè)的斜角不相等,右側(cè)斜角為圖上標(biāo)注的32°,左側(cè)斜面經(jīng)計(jì)算約為13.5°,不是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。

        另一方面,從加工工藝的角度來(lái)看,φ23mm外圓、R1mm軸肩及φ26mm外圓必須使用右手刀具向右走刀,才能完成加工;車(chē)削鼓形R200mm處由于使用了主偏角為93°的左手刀柄,則必須將刀柄旋轉(zhuǎn)一定的角度(以刀尖為圓心,逆時(shí)針轉(zhuǎn)約11.25°),才能避免主切削刃與左、右兩側(cè)面的干涉,且具有良好的切削空間,因此造成刀具的安裝與調(diào)整的不方便。

        如果改進(jìn)R1mm圓弧角,使之成為與鼓形R200mm右側(cè)相一致的斜角(見(jiàn)圖4),則可以使用同一把左手車(chē)刀,從右向左走刀,一次將外圓各處全部加工完成,從而可以減少換刀次數(shù),提高加工效率,減少刀片、刀柄的品種,提高管理效率。為避免安裝傾斜刀柄的麻煩,可以改進(jìn)鼓形R200mm左側(cè)面為32°的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),仍可以使用35°菱形刀片,但采用對(duì)稱(chēng)刀柄SVVBN2020K11,即可實(shí)現(xiàn)正向安裝刀柄,簡(jiǎn)化刀具的安裝與調(diào)整,提高功效;若采用雙面刀片,則可以進(jìn)一步減少刀具的快退與快進(jìn)路徑長(zhǎng)度。

        圖4

        4. 結(jié)語(yǔ)

        我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中非常重視產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì),有時(shí)不知不覺(jué)會(huì)忽略了加工工藝的簡(jiǎn)化。就像本例一樣,通過(guò)優(yōu)化零件的局部結(jié)構(gòu),就可以帶來(lái)合并刀片使用的效果,簡(jiǎn)化安裝調(diào)整工作,使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工工藝很好地相適應(yīng),提高生產(chǎn)和管理的綜合效益,不僅適用于大量件的生產(chǎn),而且對(duì)于單件或小批量生產(chǎn)也具有一定的積極意義。

        收稿日期:(20141230)

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