圓角銑削工藝的研究應(yīng)用(2)

    銑削螺孔常常可以與鉆孔、倒角和锪螺孔凸臺(tái)端面等相關(guān)聯(lián)的工藝進(jìn)行復(fù)合，也就是將與螺紋孔相關(guān)的一些功能表面的加工集中在一把刀具上，采用一把鉆銑螺紋復(fù) 合刀具進(jìn)行綜合加工，這不僅可以減少刀具數(shù)量，而且大大縮短了加工時(shí)間。目前，這種鉆銑螺紋工藝已普遍應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱體、離合器殼和缸蓋等零件緊固螺 孔的加工，例如，采用鉆銑螺紋刀具加工缸蓋上深度為14.1mm的M6螺孔，在主軸轉(zhuǎn)速20000r/min，進(jìn)給量為700mm/min的情況下，一個(gè) 螺孔的加工時(shí)間僅需1.2秒。在一條缸蓋柔性生產(chǎn)線(xiàn)的高速加工中心上，采用這樣的一把鉆銑螺紋復(fù)合刀具，在多個(gè)缸蓋上加工120個(gè)M6螺孔也不足3分鐘的時(shí)間。
    Jel精密刀具公司采用一把鉆銑螺紋復(fù)合刀具加工變速箱體緊固孔的螺孔。變速箱體為鋁合金 鑄件。復(fù)合刀具的刀刃采用焊接聚晶金剛石，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min。加工時(shí)，鉆銑螺紋復(fù)合刀具依次進(jìn)行：鉆22.5mm螺紋底孔→圓周銑削 M24X1.5螺孔→去除螺紋擰入處的毛刺→反向锪外徑為24.5mm及開(kāi)口角為90°的倒角→锪外徑為36mm的螺紋凸臺(tái)→在螺紋凸臺(tái)和螺孔上 倒1X45°的內(nèi)外倒角。由于所有功能表面的加工是在一臺(tái)機(jī)床上通過(guò)一把刀具來(lái)完成的，所以這不僅省去了許多相關(guān)刀具以及換刀過(guò)程，提高了加工精度和縮短 了加工時(shí)間（整個(gè)加工時(shí)僅為4秒），從而大大提高了生產(chǎn)效率。

   采用一把鉆銑螺紋復(fù)合刀具可以加工螺矩相同而不同直徑的螺孔，也可實(shí)現(xiàn)左旋或右旋螺紋以及通孔或不通孔螺孔的銑削。由于銑螺紋時(shí)產(chǎn)生的是短切屑，就不會(huì)發(fā) 生切屑堵塞問(wèn)題。還由于鉆銑螺紋是在一次工作行程中完成的，可確保螺紋底孔與螺紋的精確同心，并保證精確的螺紋深度。

   從上面鉆銑螺紋復(fù)合刀具可以看出，應(yīng)用圓周銑削原理還可以使銑孔、銑槽和銑端面等多種加工工藝同其它加工工藝進(jìn)行復(fù)合，構(gòu)成多種不同的復(fù)合刀具。例如把鏜孔和反向倒角、鏜孔和銑環(huán)槽、鏜孔和銑平面以及鏜孔和銑螺紋等集成到一把刀具來(lái)進(jìn)行加工。

   過(guò)去，遇到像在一個(gè)工件上要進(jìn)行鏜孔和孔背面進(jìn)行倒角、鏜孔和切環(huán)槽以及鏜孔和車(chē)螺紋等工序，往往要將兩道工序分別用兩把或多把刀具來(lái)完成，如果幾個(gè)功能 表面相互要求較高的位置精度或在組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)上為了節(jié)省加工工位數(shù)時(shí)，就得采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的受控刀具來(lái)進(jìn)行加工。

   例如對(duì)鏈節(jié)兩端孔處需要倒角的鉸鏈孔加工，就可采用一把可進(jìn)行圓周銑削的復(fù)合刀具來(lái)加工，復(fù)合刀具依次進(jìn)行粗鏜——精鏜——锪端平面——在孔上下端口處進(jìn) 行倒角（通過(guò)圓周銑削）。在這里，應(yīng)指出的是，對(duì)于孔背面這樣的倒角，如按傳統(tǒng)加工方式往往難于與鏜孔加工工藝進(jìn)行復(fù)合，而采用圓周銑削方式，在孔上下端 口處進(jìn)行倒角時(shí)，復(fù)合刀具只須在徑向移動(dòng)一段距離，通過(guò)機(jī)床X軸和Y軸的插補(bǔ)進(jìn)行圓周銑削就可實(shí)現(xiàn)這種倒角加工。

    又如加工制動(dòng)支架上帶有環(huán)槽的配合孔，孔內(nèi)的環(huán)槽同樣可以采用圓周銑削方式來(lái)進(jìn)行加工。為此，可以將鏜孔和銑槽復(fù)合。用一把刀具進(jìn)行加工。這樣的復(fù)合刀具 在進(jìn)行加工時(shí)依次進(jìn)行粗鏜——半精鏜、精鏜——圓周銑削環(huán)槽(通過(guò)X軸和Y軸的圓弧插補(bǔ))。在這里，也同樣是通過(guò)圓周銑削把難于進(jìn)行工藝復(fù)合的切槽集中到 一把刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)加工。

  從上面里列述的一些加工實(shí)例中可以看出，像鏜孔、攻絲、車(chē)螺紋、切內(nèi)槽、切 外槽、锪沉孔和倒角等采用傳統(tǒng)加工方法的加工任務(wù)，完全可以通過(guò)圓周銑削方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并由此優(yōu)化加工流程，現(xiàn)代CNC控制技術(shù)和多軸高動(dòng)態(tài)機(jī)床（加工中 心）則為實(shí)現(xiàn)這些工藝替代和優(yōu)化提供了條件，使以往完全要依賴(lài)于復(fù)雜機(jī)構(gòu)致動(dòng)（偏心傳動(dòng)、拉桿傳動(dòng)和離心力致動(dòng)等）的專(zhuān)用刀具才能實(shí)現(xiàn)的一些加工任務(wù)，現(xiàn) 在則可通過(guò)控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能使刀具實(shí)現(xiàn)圓周加工，這不僅簡(jiǎn)化了刀具結(jié)構(gòu)，而且也優(yōu)化了加工工藝。
   推廣應(yīng)用圓周銑削工藝和其復(fù)合刀具，不僅可以縮短基本時(shí)間和輔助時(shí)間，并且可以?xún)?yōu)化加工和提高工件的加工精度。

   為更好地應(yīng)用圓周銑削工藝，在規(guī)劃工件的生產(chǎn)工藝流程時(shí)應(yīng)重視機(jī)床的選用和刀具的設(shè)計(jì)和制造。對(duì)于工件精度要求高的加工任務(wù)，應(yīng)選用高動(dòng)態(tài)加工中心或高動(dòng) 態(tài)銑削中心。由于這種機(jī)床采用直接驅(qū)動(dòng)和快速CNC控制系統(tǒng)，具有很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。而傳統(tǒng)加工中心由于采用的是間接傳動(dòng)（如絲杠等機(jī)構(gòu)），會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng) 間隙和誤差，在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的滯后會(huì)造成跟蹤誤差。高動(dòng)態(tài)機(jī)床采用的快速CNC控制系統(tǒng)能確保極快的響應(yīng)速度，能充分利用進(jìn)給軸的動(dòng)態(tài)特性使 其準(zhǔn)確移動(dòng)，由此大大提高了多軸插補(bǔ)精度和加工精度。而提高刀具制造精度則是提高圓周銑削精度的另一個(gè)必要條件。如一些刀具制造廠(chǎng)家，為提高金剛石圓周銑 削刀具的精度，采用了CNC 5軸電火花線(xiàn)切割機(jī)床，以確保刀具的形狀精度（達(dá)到±3μm）。此外，刀具制造廠(chǎng)為改善圓周銑削刀具的切削條件，在設(shè)計(jì)上將可轉(zhuǎn)位刀片在銑刀的圓柱體上采 用切向布置，以形成正的前角，由此降低徑向切削力，有利于提高加工孔的形狀精度。

     可以看出，隨著機(jī)床動(dòng)態(tài)性能和插補(bǔ)精度（納米插補(bǔ)），刀具技術(shù)及其制造精度的進(jìn)一步提高，以及用戶(hù)和刀具制造廠(chǎng)家之間合作的加強(qiáng)，在今后，圓周銑削工藝將會(huì)得到更好的推廣應(yīng)用。