湖北三環(huán)汽車方向機(jī)有限公司 （咸寧 437000） 王宏章

我公司是生產(chǎn)汽車轉(zhuǎn)向器專業(yè)廠家。在新品開發(fā)時(shí)，其刀具也常常需要特制。由于是新品試制，刀具關(guān)鍵參數(shù)往往未最終定型，為了盡可能避免浪費(fèi)，減少開發(fā)費(fèi)用，同時(shí)又加快開發(fā)進(jìn)度，我們設(shè)計(jì)了一副專用夾具，編寫了專用磨削程序，利用立式加工中心解決了插齒刀具的磨削難題。

1. 插齒刀加工介紹

一種代表性產(chǎn)品為變速比轉(zhuǎn)向器，其轉(zhuǎn)向器搖臂軸扇齒需要一種特殊的插齒刀加工。插齒刀的齒厚、齒槽寬度極限偏差為±0.015mm，如圖1所示。

該刀具齒側(cè)需要刃磨，在一般工具磨床上很難達(dá)到其精度要求，外協(xié)費(fèi)用較高，達(dá)4 000元左右。為此利用現(xiàn)有的CNC立式加工中心來磨削刀具齒部，使加工精度滿足使用要求，使用效果良好，刀具總費(fèi)用不足1 000元，每把刀具可節(jié)約成本3 000元左右。截止目前已經(jīng)用此方法加工各種刀具數(shù)十把，為公司創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 插齒刀簡圖

2. 插齒刀具刃磨方法

插齒刀具刃磨所需。機(jī)床：立式加工中心ARROW 750 （美國CINCINNATI公司），F(xiàn)ANUC控制系統(tǒng)。

工件：插齒刀材料為W6M o5C r4V3，淬火后經(jīng)線切割加工，單側(cè)刃磨余量為0.25～0.30m m。刀具：砂輪P150×20×30 ，WA80K5V35，已經(jīng)裝砂輪用連接桿、刀柄及金剛石筆等。

原理：利用機(jī)床X－Z軸聯(lián)動(dòng)，修整砂輪刃部夾角與刀具齒形角一致，利用機(jī)床的高精度定位性能，可以確保刀具的齒距、齒厚和齒槽尺寸精度要求。利用機(jī)床的宏程序編程功能，自動(dòng)補(bǔ)正砂輪的修整量。

具體磨削操作過程如下：首先將專用夾具裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上，并裝好插齒刀半成品，然后將砂輪裝在連接桿上鎖緊；在臥式車床上用硬質(zhì)合金車刀低速車削砂輪刃部夾角和刀具齒形夾角大致相等（約60°）；再將刀桿連同砂輪一起裝在立式加工中心的刀庫中；設(shè)置砂輪與金剛石筆及工件之間的位置，確定工件坐標(biāo)系。為安全起見，可是適當(dāng)留0.05～0.10mm間隙（見圖2）。然后起動(dòng)預(yù)先編制好的加工程序開始磨削，在磨削過程中，可根據(jù)磨削情況調(diào)整刀具和工件之間的對刀誤差。一次磨削循環(huán)完成后，用齒厚卡尺測量刀具的齒厚尺寸是否到位。如果沒有到位，只需重新確定磨削余量（進(jìn)刀次數(shù)），再次起動(dòng)磨削循環(huán)即可。

具體數(shù)控程序如下：

G153G90G71G0 （設(shè)置機(jī)床狀態(tài)）

T01M6 （從機(jī)床刀庫調(diào)出刀具）

S1800M3 （轉(zhuǎn)速1 800r/min， 正轉(zhuǎn)）

圖2 插齒刀磨削示意圖

G54X0Y0 （一致坐標(biāo)系零點(diǎn)）

#1=0 （#1為砂輪修整量，開始為0）

M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）

G90G0Z-150 （快速到達(dá)D面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）

G90G1Z-150 （快速到達(dá)E面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）

M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）

G90G0Z-129.937 （快速到達(dá)B面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）

G90G1Z-130.811 （快速到達(dá)C面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）

M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）

G90G0Z-169.189 （快速到達(dá)F面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）

G90G1Z-170.063 （快速到達(dá)G面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）

M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）

G90G0Z-110.748 （快速到達(dá)A面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）

G90G1Z-189.252 （快速到達(dá)H面Z軸起始位置）

X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）

M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）

G0G90Z100M09 （快速至安全位置，切削液關(guān)閉）

M30 （程序結(jié)束）

O01 （修整砂輪子程序）

G0G54X0Y0 （快速至坐標(biāo)系X0、Y0位置）

Z0M08 （至Z0位置同時(shí)切削液打開）

S1800M03（主軸轉(zhuǎn)速1 800r/min，正轉(zhuǎn))

#2=0 （#2為砂輪修整次數(shù)變量）

WHILE #2＜N1 (N1為所需磨削次數(shù)，條件判斷)

G1G91X-#1F100 （開始修砂輪，F(xiàn)為走刀速度）

G1G91X-19Z11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）

G1G91X19Z-11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）

G0G90X25

G0Z-120

G0X0

G1G91X-#1F100

G1G91X-19Z-11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）

G1G91X19Z11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）

G90

#1=#1+0.1 （修整量增加0.1mm）

#2=#2+1 （修整次數(shù)增加1次）

G90G0X50

Z50

#3=#3+#1 （#3為工件對坐標(biāo)系Y軸坐標(biāo)）

G90G1Y#3 （Y軸坐標(biāo)補(bǔ)償）

M99 （返回主程序）

O02 （磨削面子程序）

#4=0

WHILE#4＜N2 （N2為進(jìn)刀所需次數(shù)，條件判斷）

G91G1X-210F3000 （X軸磨削終點(diǎn)）

X210

X-210

X210

Z0.002 （Z軸上升0.002mm）

#4=#4+1 （進(jìn)刀次數(shù)加1）

ENDWHILE （條件不滿足，結(jié)束該循環(huán)）

G91X100 （至X軸安全位置）

G90Z50 （至Z軸安全位置）

M99 （返回主程序）

O03

#4=0

WHILE#4＜N2 （N2為進(jìn)刀所需次數(shù)，條件判斷）

G91G1X-210F3000 （X軸磨削終點(diǎn)）

X210

X-210

X210

Z-.002 （Z軸下降0.002mm）

ENDWHILE （條件不滿足，結(jié)束該循環(huán)）

G91X100 （至X軸安全位置）

G90Z50 （至Z軸安全位置）

M99 （返回主程序）

用此方法磨削出來的刀具齒表面粗糙度值Ra=0.4μm，節(jié)距誤差≤0.01mm，齒形角度誤差≤0°5′，完全滿足圖樣要求。