調(diào)頭銑削大型型腔方案設(shè)計(jì)分析
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摘要：以實(shí)際案例闡述了應(yīng)用較小型設(shè)備調(diào)頭銑削較大型工件的技巧和方法，除了應(yīng)用雙級(jí)滾筒架外，還創(chuàng)造性地發(fā)明了利用預(yù)鉆中間孔作為工件調(diào)頭加工校正基準(zhǔn)的方案。
關(guān)鍵詞：型腔；銑削；雙級(jí)滾筒架；中間孔
1序言
在銑削鑄造鋁磚模具的過(guò)程中，有些模具形體較大，超出了設(shè)備的加工能力，公司進(jìn)行了二次外協(xié)，但工件的加工尺寸也達(dá)不到要求，特別是其長(zhǎng)度公差。為此，我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究，改進(jìn)加工方案并優(yōu)化加工程序，不但實(shí)現(xiàn)了各類(lèi)鑄造鋁磚模具的加工，而且確保了加工質(zhì)量?，F(xiàn)以龍門(mén)立式數(shù)控銑床（華中數(shù)控HNC-808e）加工鑄造鋁磚二級(jí)模具（見(jiàn)圖1）為例對(duì)該類(lèi)大型模具的加工方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。
2加工工藝與工件裝夾
該毛坯為鑄造件，材質(zhì)為HT250。由圖1可知，該毛坯是加工內(nèi)腔和上、下面。其單邊加工余量均在4～6mm。首先，在普通立式龍門(mén)銑床上加工其上面；其次，劃槽口縱向中心線(xiàn)、橫向中心線(xiàn)和槽口加工線(xiàn)，并于底部的側(cè)面在全長(zhǎng)范圍銑20mm高的工藝基準(zhǔn)（該基準(zhǔn)必須與工件槽口縱向中心線(xiàn)平行）；最后，將其裝夾在立式數(shù)控龍門(mén)銑床上進(jìn)行加工。由于公司現(xiàn)有立式龍門(mén)銑床的X軸行程只有2200mm，需要對(duì)該工件進(jìn)行調(diào)頭銑削。為防止工件因懸伸過(guò)大而發(fā)生設(shè)備故障以及導(dǎo)致工件裝夾后的變形，必須對(duì)懸伸部分進(jìn)行支撐。由于該工件加工一半長(zhǎng)度時(shí)，其另一半的懸伸部分沒(méi)有超出床身的長(zhǎng)度，而在銑削至工件左端時(shí)，工件的絕大部分超出了床身，因此，我們采取了分別在床身和地面上各安裝一套滾筒架的方式，裝夾示意如圖2所示。工件盡量安置在工作臺(tái)橫向的中部，在其已加工定位側(cè)的工作臺(tái)T形槽內(nèi)安置定位塊，將工件的工藝基準(zhǔn)靠實(shí)定位塊，并用4個(gè)壓板將其壓緊，壓板不得伸入到工件槽內(nèi)，螺栓盡量低一些，以防止在加工過(guò)程中干涉主軸部位的運(yùn)行。需要注意的是，床身上的滾筒架即小滾筒架至工作臺(tái)右端面的距離L必須大于銑削槽長(zhǎng)的一半，且不得超出工件的右端，需要在床身上鉆攻螺紋孔，用螺栓將其與床身緊固在一起，以防止在使用過(guò)程中發(fā)生位移。地面上的滾筒架即大滾筒架與小滾筒架的距離M取其銑削行程的一半左右即可。小滾筒架的滾筒上面必須與工作臺(tái)面同一高度，調(diào)整時(shí)，保證工作臺(tái)處和小滾筒架處工件底面與導(dǎo)軌上面的距離一致。測(cè)量時(shí)，在導(dǎo)軌上加輔助平鐵，測(cè)量平鐵與工件底面的距離相同即可。大滾筒架的滾筒上面也必須與工作臺(tái)面一致，調(diào)整時(shí)，先不安置小滾筒架，將工作臺(tái)適當(dāng)右移，使工件底面搭接在大滾筒架的滾筒上面，也是分別測(cè)量工作臺(tái)處導(dǎo)軌上的平鐵與工件底面的距離和導(dǎo)軌右端處輔助平鐵與工件底面的距離，直至用百分表校正工件槽口端面的平面度在0.05mm范圍內(nèi)為止。
3加工程序
所用刀片為直徑12mm的圓刀片，刀盤(pán)直徑63mm。銑削初始狀態(tài)刀片位置如圖3所示，刀片超出槽口邊線(xiàn)0.359mm。工件坐標(biāo)系設(shè)定示意如圖4所示，由于槽的斜面斜度一致，所以，其X向和Y向的初始行程須加上此值。由圖1可知，槽口的半長(zhǎng)為3396÷2＝1698（mm），因此，其初始長(zhǎng)度值為1698.359mm；槽口的半寬為230÷2＝115（mm），因此，其初始長(zhǎng)度值為115.359mm；槽底半長(zhǎng)為3370÷2＝1685（mm）。銑完周邊后，底部剩余的島型臺(tái)階寬為204－63×2＋12＝90（mm）、高4～6mm，由槽底縱向中心線(xiàn)一分為二后，單側(cè)寬度45mm，每層銑兩刀即可。刀路軌跡的Y值取±22.5，X值取20，下刀點(diǎn)為X20Y22.5。加工程序如下。
4加工注意事項(xiàng)
加工槽前，必須對(duì)槽口進(jìn)行劃線(xiàn)，盡量使各邊加工余量均勻，并劃其橫向的中心線(xiàn)。將工件按圖2所示方式裝夾后，先用中心鉆校正橫向中心線(xiàn)，并測(cè)量中心鉆尖至槽口兩邊的縱向邊線(xiàn)距離，使其相等，確定工件的坐標(biāo)系原點(diǎn)，設(shè)置工件坐標(biāo)系G54的X、Y值。然后，在Y向移動(dòng)主軸140mm，并在其槽口端面的縱向中心線(xiàn)上鉆φ5mm的小孔，如圖4所示。當(dāng)調(diào)頭銑削另一半槽時(shí)，所用加工程序不變，只用中心鉆校正其φ5mm的小孔（以確定工件X軸的中心點(diǎn)），再Y向移動(dòng)主軸140mm，便使主軸中心移到了工件的坐標(biāo)系原點(diǎn)上，再重新設(shè)置一次工件坐標(biāo)系G54的X、Y值即可，其Z軸零點(diǎn)在工件槽口的端面上。
5結(jié)束語(yǔ)
該加工方法的關(guān)鍵點(diǎn)是雙級(jí)滾筒架的利用技巧以及利用校正中間的小孔確保工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在X軸的準(zhǔn)確性，較好地控制了調(diào)頭加工工件的縱向加工尺寸，并確保了較小設(shè)備加工較大型工件的精度要求，對(duì)于類(lèi)似大型工件在較小設(shè)備上的加工提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
[1]姚杰．大型薄壁鋁型材數(shù)控加工夾具設(shè)計(jì)與路徑規(guī)劃[D]．2017．
作者：魯磊 趙忠剛 單位：山東能源重裝集團(tuán)新汶公司