■寧波二次方工具有限公司 （浙江 315400） 湯寧寧

三軸數(shù)控龍門加工中心帶萬(wàn)向角度銑頭加工不銹鋼產(chǎn)品

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摘要：分析超長(zhǎng)異型薄壁不銹鋼產(chǎn)品的加工難點(diǎn)，利用萬(wàn)向角度銑頭和巧妙的工裝設(shè)計(jì)，解決了該帶斜面的不銹鋼產(chǎn)品在三軸加工中心上加工的問題，提高了加工效率和加工精度，降低了加工成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1. 問題分析

如圖1所示為余姚市麥斯特電子科技有限公司生產(chǎn)的超長(zhǎng)異型薄壁不銹鋼產(chǎn)品全剖視圖，材料為304不銹鋼，該產(chǎn)品總長(zhǎng)度為5 430mm，總寬為88.1mm，總高為58.36mm。

由圖1可見，產(chǎn)品最薄處厚度為3mm，且不銹鋼具有塑性大、韌性高和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)，易形成刀具高溫，從而產(chǎn)生切屑瘤，使切削阻力變大，薄壁處容易產(chǎn)生變形現(xiàn)象。產(chǎn)品還具有較高的形位公差要求。對(duì)于長(zhǎng)條型不銹鋼產(chǎn)品的加工，難免會(huì)出現(xiàn)整體變形現(xiàn)象。要使總長(zhǎng)5 430mm的長(zhǎng)不銹鋼工件加工出來的形位公差在要求的公差范圍之內(nèi)，其工裝的合理設(shè)計(jì)成了能否加工出合格產(chǎn)品的關(guān)鍵；其次，產(chǎn)品有一條寬30mm的貫穿的斜槽和直徑為8mm的通孔，人們的第一反應(yīng)往往會(huì)考慮使用五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。如果使用三軸機(jī)床能夠完成圖樣的加工要求，那就會(huì)給客戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1　產(chǎn)品尺寸

2. 相應(yīng)的加工方案（包括工裝設(shè)計(jì)）

（1）工序1：利用萬(wàn)向角度銑頭（見圖2）加工上方斜面與斜孔。

圖2

工件材料為長(zhǎng)條型304不銹鋼，先加工上方斜面與斜孔，斜面均為規(guī)則角度斜面，可用萬(wàn)向角度頭加工，一次加工到位。角度頭加工斜面主要有以下特點(diǎn)：①效率高。角度頭輸出端可夾持BT錐度刀柄，根據(jù)不同的加工要求可隨意更換不同類型的刀具，無(wú)論斜面或者側(cè)面加工均可一次加工成型，大大節(jié)省了傳統(tǒng)斜面爬面的加工時(shí)間。②表面粗糙度

質(zhì)量高。與傳統(tǒng)的加工斜面方式相比，角度頭銑斜面具有無(wú)接刀痕的優(yōu)點(diǎn)，因此加工出的斜面表面粗糙度質(zhì)量也相對(duì)比較高。③可斜面鉆孔和剛性攻牙。以此工件為例，要想在普通三軸加工中心上加工φ8mm斜孔，就必須利用分度頭或者制作相對(duì)應(yīng)的角度工裝，而分度頭根本無(wú)法裝夾一個(gè)總長(zhǎng)5 430mm的工件。如果制作工裝的話，投入成本過大，而且所加工出來的孔中心角度未必能達(dá)到要求。角度銑頭可在±120°內(nèi)任意一度一調(diào)調(diào)角度，并且角度定位方式為插銷定位式，不但定位剛性足，且其定位的角度誤差可控制在萬(wàn)分之一度以內(nèi)，大大提高了孔位與工件的位置公差。

（2）工序2：利用工裝（見圖3）加工下方平面與圓弧面。此工裝由數(shù)個(gè)專用墊塊組成，都是由線切割加工，所以成本較低，而且一致性非常好，每個(gè)墊塊在線切割時(shí)都有輪廓單邊偏移0.01mm，能夠與精加工后的工件過度配合。墊塊間距為200mm，能保證在加工中的平穩(wěn)性，使工件加工表面粗糙度質(zhì)量提高。圖4所示為加工實(shí)況圖，圖5所示為加工出的成品。

圖3

圖4

圖5

3. 結(jié)語(yǔ)

此加工案例中利用萬(wàn)向角度銑頭和巧妙的工裝設(shè)計(jì)，解決了長(zhǎng)條型帶斜面的不銹鋼產(chǎn)品在三軸加工中心上加工的問題，大大提高了加工效率和加工精度，并且大大降低了加工成本。所加工出來的斜面表面質(zhì)量都非常好，得到了客戶的好評(píng)與肯定，也為客戶帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

專家點(diǎn)評(píng)

文章對(duì)裝夾方式、工序劃分和加工方案等方面的描述比較全面。一般在三軸機(jī)床上進(jìn)行這種斜面、斜孔的加工，通常有角度工裝、分度盤和角度銑頭3種解決方案，該文較全面地分析了3種解決方案的利弊，并說明最終選擇了角度銑頭這種加工方案的優(yōu)勢(shì)。工裝用三維圖和現(xiàn)場(chǎng)照片做了說明，比較清晰。如果用帶有A/C雙擺角銑頭的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心加工該零件也比較簡(jiǎn)單，原理和該文描述得比較接近。

收稿日期：（20150206）