鋼錠盤加工工藝與結(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

鋼錠盤加工工藝與結(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)，探索出了滿足結(jié)構(gòu)功能前提下提高加工工藝性的方法。

1. 錠盤及其聯(lián)接件

我公司是錠子生產(chǎn)的專業(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)，錠盤是其中一個(gè)主要零件（見圖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)料外無其他熱處理要求，但鼓形R200mm處需要拋光處理。與錠盤相聯(lián)接的零件還有材質(zhì)為65Mn的割紗器片（見圖2）、材質(zhì)為Y112的割紗器定位盤（見圖3），兩者以φ32mm外圓定位，采用鉚壓割紗器定位盤的30°斜面固定在一起，形成結(jié)合件，然后再與錠盤鉚壓在一起。

由于45鋼的可獲得性優(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)錠盤得到了生產(chǎn)企業(yè)和客戶的廣泛認(rèn)可。

圖1

圖2

圖3

2. 外形精加工工藝

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

（精車右端面）

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、精車削鼓形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、割紗器定位盤的接觸面積，R1mm的倒角并不影響接觸效果，通過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，因此可以說該倒角設(shè)計(jì)成圓弧角、直角或斜角都不影響錠盤的功能。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)稱結(jié)構(gòu)。

另一方面，從加工工藝的角度來看，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（見圖4），則可以使用同一把左手車刀，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)稱結(jié)構(gòu)，仍可以使用35°菱形刀片，但采用對(duì)稱刀柄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)不知不覺會(huì)忽略了加工工藝的簡(jiǎn)化。就像本例一樣，通過優(yōu)化零件的局部結(jié)構(gòu)，就可以帶來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）