X52銑床上加工大導(dǎo)程梯形內(nèi)螺旋槽的工藝探討

黃光蔭

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西 柳州545005）

在從事壓鑄鑄件制造加工過(guò)程中，鑄造出來(lái)的工件毛坯，在澆口部分會(huì)有多余的鑄件材料與鑄件一同鑄出，一般的情況下，壓鑄模澆口套內(nèi)孔均是圓柱形的，澆口部分隨著鑄件一同從模具上鑄出，然后再用其它設(shè)備將澆口部分鋸掉。

但隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，為進(jìn)一步提高在壓鑄制造的生產(chǎn)效率，本文簡(jiǎn)要闡述通過(guò)對(duì)壓鑄模上的澆口套進(jìn)行改進(jìn)，使得在每次壓鑄成形后，在開(kāi)模時(shí)便能將鑄件部分與澆口部分迅速分離，這樣當(dāng)鑄件從模具上取出時(shí)，鑄件部分與澆口部分就已經(jīng)分開(kāi)，免除了單獨(dú)鋸斷鑄造澆口部分的工序，大大提高了生產(chǎn)效率。

1 螺旋澆口杯設(shè)計(jì)原理

目前，使用壓鑄模進(jìn)行鑄件生產(chǎn)，生產(chǎn)出的毛坯在進(jìn)行深加工以前，需要把澆口部分用鋸床鋸掉，如是在鑄件出模時(shí)，能讓毛坯與澆口部分分開(kāi)，就可以免去鋸澆口這道工序，為公司節(jié)省下加工成本的同時(shí)也提高工件加工生產(chǎn)進(jìn)度，所以在設(shè)計(jì)鑄模時(shí)采用了螺旋切澆口，螺旋切澆口套是在原來(lái)澆口套φ40 mm內(nèi)孔壁上增加三條的等分梯形螺旋槽（螺旋角15°），如圖1所示。當(dāng)鑄件形成的同時(shí)，澆口套的螺旋槽內(nèi)充滿鑄料，壓鑄模通過(guò)壓鑄機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作，使模具打開(kāi)，在開(kāi)模的過(guò)程中，澆口部分是沿著澆口套軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，在澆口套內(nèi)螺旋槽的作用下，使?jié)部诓糠之a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，將鑄造澆口部分?jǐn)Q斷，這樣當(dāng)鑄件從模具上取出時(shí)，鑄件部分與澆口部分就已經(jīng)分開(kāi)，免除了單獨(dú)鋸斷鑄造澆口的工序，大大提高了生產(chǎn)效率。

圖1 水口套簡(jiǎn)圖

2 螺旋澆口杯加工方法

因?yàn)樾枰跐部谔變?nèi)增加梯形螺旋槽，所以這給澆口套的加工帶來(lái)了相當(dāng)大的難度。作為螺旋槽的加工，首先考慮在車(chē)床上加工，而普通車(chē)床能加工最大的螺旋槽導(dǎo)程為192 mm，先計(jì)算澆口套螺旋槽的導(dǎo)程：L=π ×D ×cot15°=π ×40×3.732 1=469 mm，由于澆口套導(dǎo)程太大，所以在車(chē)床上無(wú)法加工。另外還考慮能直線運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，如拉床、刨床，兩種設(shè)備的加工特點(diǎn)是刀具在切削時(shí)只做直線運(yùn)動(dòng)，工件是固定不動(dòng)的，而工件沒(méi)有做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以以上兩種設(shè)備都無(wú)法出加工螺旋槽，再考慮是否能用專(zhuān)用設(shè)備來(lái)加工，因我廠不是該工序的專(zhuān)業(yè)廠家，所以也無(wú)法解決螺旋澆口套內(nèi)螺旋槽的加工問(wèn)題，為找出我廠現(xiàn)有設(shè)備加工內(nèi)梯形螺旋槽方法，與工程技術(shù)人員及工藝人員共同分析、研究，認(rèn)為在X52銑床上可以完成螺旋槽的加工工序：

（1）通過(guò)銑床縱向工作左絲桿與分度頭的配換齒輪，可滿足15°螺旋角的大導(dǎo)程螺旋線形成的條件，解決了在車(chē)床、拉床、刨床無(wú)法實(shí)現(xiàn)大導(dǎo)程螺旋線形成的問(wèn)題。

（2）通過(guò)X52銑床上1 180 mm/min的進(jìn)給速度，可接近于刨床的直線速度。

銑床以上兩個(gè)特點(diǎn)解決了螺旋線形成與直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵問(wèn)題，為能在X52銑床上完成螺旋切澆口套的加工奠定了基礎(chǔ)，但還考慮到在實(shí)際操作過(guò)程中存在的問(wèn)題是：銑床是銑刀通過(guò)主軸旋轉(zhuǎn)切削而達(dá)到加工目的，既然要用銑床代替刨床的運(yùn)動(dòng)形式，那么用來(lái)切削的不是旋轉(zhuǎn)的銑刀，而是要在直線運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行切削的刨刀，采用刨刀就要考慮裝刀的理想位置，認(rèn)為刨刀還應(yīng)裝在銑床的主軸上比較理想但要在刀具上作一些改進(jìn)，該條件也是能滿足的，還應(yīng)考慮到盡管刀具能固定在銑床的主軸上，但銑床的主軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的，雖然能在切削過(guò)程中關(guān)閉主軸電機(jī)電源，在起動(dòng)后主軸不會(huì)自行轉(zhuǎn)動(dòng)，但它在受到外力尤其是徑向外力作用下，它還是會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的，帶著問(wèn)題再次觀察主軸，覺(jué)得可利用主軸套上固定法蘭蓋上的四個(gè)螺釘孔將主軸旋轉(zhuǎn)部分固定。

通過(guò)以上的分析、考證，認(rèn)為以上幾個(gè)條件完全可以滿足在X52銑床上加工螺旋切澆口的內(nèi)梯形螺旋槽，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，在增設(shè)零部件不多的情況下完成了切澆口套上的內(nèi)梯形螺旋槽的加工任務(wù)，加工過(guò)程如下。

加工的方法步驟：

（1）刀具的準(zhǔn)備。因螺旋切澆口套是用萬(wàn)能分度頭夾持加工的，分度頭卡盤(pán)中心線和工件內(nèi)孔φ40 mm中心線垂直銑床主軸中心線，采用的切削過(guò)程是刀桿通過(guò)內(nèi)孔進(jìn)行切削的，所以刀桿中心線必須平行工件分度頭中心線，制作一把直角刀具，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 刀桿簡(jiǎn)圖

刀體（1）尾部選用4號(hào)莫氏錐度，以便通過(guò)過(guò)度套固定在銑床主軸孔上，刀體（1）下端加工成45°斜面，刀桿（2）的一端也加工成45°斜面，互相對(duì)焊，即成直角刀具。在刀桿（2）上加工一個(gè)方孔，用于裝夾刀頭，方孔的一個(gè)截面與刀桿（2）端面的夾角為15°，要和澆口套螺旋角一致，防止加工螺旋槽時(shí)，刀頭后刀面與工件已加工面發(fā)生干涉；刀桿（2）端面加工一螺釘孔，用于固定刀頭。整個(gè)刀體裝上銑床主軸孔后，刀桿（2）部分中心線正好與工件中心線平行，刀頭（3）選用W18Cr4V高速鋼刀頭，該澆口套螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽笮?，那么刀頭（3）主視圖的右側(cè)后角應(yīng)選大一些α≈10°～12°.以免在切削過(guò)程中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，而左側(cè)面因螺旋角的原因，即使后角等于0°，也不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，考慮保證刀頭的強(qiáng)度和排屑順暢，所以盡量選用小一些的，即0～3°.

（2）銑床主軸和刀桿的固定。制作兩塊連接鍵如圖3所示。

圖3 連接鍵

鍵的一端連接固定在主軸25 mm的鍵槽中，另一端利用主軸套的法蘭盤(pán)固定螺孔，在對(duì)好方向后將螺釘上緊，這樣可以將主軸固定好，確保主軸在受到外力的情況下不會(huì)變動(dòng)，在裝上此鍵時(shí)必須先將主軸旋轉(zhuǎn)方向的選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到0狀態(tài)位置，并按下主軸啟動(dòng)開(kāi)關(guān)確認(rèn)主軸電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)后，方能裝上該連接鍵，以防止不小心按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，損壞機(jī)床，然后按圖4所示加工。

圖4 刀桿固定在銑床主軸上簡(jiǎn)圖

用拉桿將刀桿裝上主軸，調(diào)好刀桿方向（使刀桿2的軸芯與澆口套軸芯平行），再將拉桿收緊，這時(shí)刀桿和主軸是固定在一起的，而主軸已經(jīng)被固定，這樣在加工過(guò)程中刀桿也不會(huì)變動(dòng)。

（3）配換掛輪的選擇。根據(jù)工件導(dǎo)程計(jì)算配換掛輪j=（z1×z3）/（z2×z4）＝（40×6）/導(dǎo)程，j=（90×25）/（55×80）；設(shè)計(jì)澆口套有三條槽，所以在切削一槽后的分度頭轉(zhuǎn)數(shù)：H=40/3再進(jìn)行第二條槽的加工，以此類(lèi)推，直至加工完成三條槽的加工。

（4）進(jìn)給量的選擇。由于刀具已形成了直線運(yùn)動(dòng)的切削能力，通過(guò)機(jī)床縱向工作臺(tái)絲桿與分度頭的配換齒輪形成了螺旋線的運(yùn)動(dòng)，所以進(jìn)給量選擇1 180 mm/min，固定好刀具，把分度頭固定在機(jī)床工作臺(tái)面上，掛好齒輪，調(diào)整好刀具與分度頭的相應(yīng)位置，如圖5所示。

圖5 澆口套加工示意簡(jiǎn)圖

調(diào)整好縱向工作臺(tái)行程開(kāi)關(guān)限位板，使每次切削完備縱向工作臺(tái)即自動(dòng)停止，確保切削過(guò)程的安全，然后裝上劃好線的工件后對(duì)好刀即可開(kāi)始切削，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)分度頭移動(dòng)橫向工作臺(tái)進(jìn)行梯形槽兩側(cè)的粗加工，利用銑床主軸或工作臺(tái)升降進(jìn)行對(duì)梯形槽深度的粗加工，然后修磨刀頭對(duì)梯形槽進(jìn)行精加工達(dá)到圖紙要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采取新的工藝措施和刀具改良，克服了在實(shí)際加工過(guò)程中出現(xiàn)的困難，圓滿的完成螺旋澆口的加工任務(wù)，通過(guò)此次任務(wù)，認(rèn)為：企業(yè)內(nèi)部擁有的設(shè)備的加工性能都有一定的局限性，但只要以科學(xué)的態(tài)度大膽創(chuàng)新實(shí)踐，那么就能使設(shè)備發(fā)揮其潛在的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]勞動(dòng)人事部培訓(xùn)就業(yè)局.銑工工藝學(xué)[M]．北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社出版，1991.