先進(jìn)加工技術(shù)在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

徐州重型機(jī)械有限公司 （江蘇 221004） 李 云

1. 加工設(shè)備的選用

工程機(jī)械大量使用臂架類結(jié)構(gòu)，例如起重機(jī)伸臂、挖掘機(jī)動(dòng)臂等，鏜孔需要保證較高的同軸度，各企業(yè)大多選擇臥式雙面鏜銑加工中心進(jìn)行加工（見(jiàn)圖1），目前該設(shè)備多是直接采購(gòu)國(guó)內(nèi)外品牌機(jī)床，例如意大利FTP、日本三菱、意大利COLGAR以及沈陽(yáng)機(jī)床等，該設(shè)備需要定期校驗(yàn)兩根鏜桿之間的同軸度，一般要求同軸度不得大于0.1mm，為提高加工的自動(dòng)化程度，一般都帶有雷尼紹測(cè)量系統(tǒng)，能進(jìn)行自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)進(jìn)行坐標(biāo)補(bǔ)償，縮短了加工輔助時(shí)間，提高加工效率。

高端數(shù)控設(shè)備的大量應(yīng)用，對(duì)操作人員也提出了更高的要求，需要操作人員不僅掌握數(shù)控設(shè)備操作技能，還需掌握數(shù)控系統(tǒng)的高級(jí)編程語(yǔ)言，了解數(shù)控系統(tǒng)中的坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ埽煜ぴO(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)，目前大多數(shù)工程機(jī)械企業(yè)的操作人員，不具備這樣的技能素質(zhì)，出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)功能利用率低的情況，需要企業(yè)在這些方面對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

2. 數(shù)控刀具

（1）鏜削刀具：工程機(jī)械的臂架類部件中，軸套孔一般由鋼管整體焊接而成，常選用27SiMn等焊接性能好，又易于切削加工的材料，這種軸套孔經(jīng)常設(shè)計(jì)成活動(dòng)鉸點(diǎn)的形式，加工時(shí)需要粗、精鏜保證同一組孔的同軸度，而且經(jīng)常需要加工軸套孔的內(nèi)側(cè)端面，如圖2所示。

圖 2

目前公司在加工圖2所示結(jié)構(gòu)件的時(shí)候，使用雙面對(duì)鏜機(jī)床來(lái)粗、精鏜該組孔保證同軸度，由于拼點(diǎn)誤差、焊接變形等原因，焊接完畢后，工件兩個(gè)套筒的同軸度偏差較大，導(dǎo)致粗鏜刀切削量ap不均勻， 會(huì)造成刀片磨損嚴(yán)重，影響壽命，根據(jù)上述情況，我們?cè)囉昧艘了箍ǖ腍TP tangpluge刀具（見(jiàn)圖3），能以平行Z軸的方向快速插銑套筒，線速度vC可以達(dá)到150m/min，背吃刀量ap最大可以達(dá)到15mm，較好的解決了這個(gè)問(wèn)題。

（2）反銑刀具：在工程機(jī)械的大型結(jié)構(gòu)件中，經(jīng)常需要加工軸套鉸點(diǎn)孔的內(nèi)側(cè)，傳統(tǒng)的方法是使用白鋼條進(jìn)行反刮加工，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是刀具成本較低，但是加工時(shí)機(jī)床與工件振動(dòng)較大，加工面表面粗糙度不好，甚至?xí)档蜋C(jī)床精度，由于目前各大刀具廠家的標(biāo)準(zhǔn)盤式反銑刀，加工的直徑范圍較小，不能滿足加工需求， 針對(duì)這一問(wèn)題 ，各刀具廠家提出了以下解決辦法。

第一是使用大直徑刀盤非標(biāo)反銑刀進(jìn)行加工，從鉸點(diǎn)孔的外側(cè)進(jìn)刀，如圖4所示，這種刀具的優(yōu)點(diǎn)是反銑的直徑范圍較大，缺點(diǎn)是刀具較重、刀盤較大，無(wú)法放入刀庫(kù)，只能手動(dòng)換刀，為了減輕重量，降低工人手動(dòng)換刀的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以選擇鋁合金等輕質(zhì)材料作為刀體，為了增加刀具的切削平穩(wěn)性，也可以使用螺栓將刀盤固定在主軸端面上。

第二，使用偏心式非標(biāo)反銑刀進(jìn)行加工，從鉸點(diǎn)孔的孔內(nèi)進(jìn)刀，如圖5所示，這種刀具的優(yōu)點(diǎn)是，反銑的直徑范圍較大，刀具較輕，可以放入刀庫(kù)，缺點(diǎn)是參與切削的刀片數(shù)量較少，編程較復(fù)雜，需要選擇合理的切削參數(shù)，才能達(dá)到較理想的加工效果。

圖4 大刀盤反銑刀

圖5 偏心式非標(biāo)反銑刀

（3）工裝方面：為提升機(jī)加工效率，結(jié)構(gòu)件機(jī)加工夾具，要求帶有檢測(cè)功能，提高找正工件的精度，圖6所示為挖掘機(jī)動(dòng)臂的加工夾具，具有激光對(duì)線裝置，能發(fā)射醒目的紅色激光束，該激光束平行于機(jī)床的X軸，并處于夾具的橫向中分面上，加工前工人需要用盒尺測(cè)量鉸點(diǎn)孔兩外端面至激光束的距離，然后調(diào)整夾具保持兩側(cè)距離相等，這樣就取消了劃線工序，而且不需要使用鎬針沿著X軸找正，保證了產(chǎn)品加工的一致性，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖6 挖機(jī)動(dòng)臂機(jī)加工夾具

為了提升結(jié)構(gòu)件可靠性，工程機(jī)械各企業(yè)，需要立足自制一些形位公差檢具，例如部分工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件，有鉸點(diǎn)孔同軸度的檢驗(yàn)要求，需要一些簡(jiǎn)易的同軸度檢測(cè)樣軸（見(jiàn)圖7） ，與激光跟蹤儀、三坐標(biāo)檢測(cè)機(jī)相比，同軸度樣軸價(jià)格低、易保養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)，目前卡特彼勒、廈工等企業(yè)都配置相關(guān)樣軸，便于操作工人自檢使用。

圖7 同軸度樣軸

先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)作為工程機(jī)械制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，很大程度上決定了結(jié)構(gòu)件的可靠性，甚至?xí)绊懙秸麢C(jī)性能，因此隨著數(shù)控加工技術(shù)的研究應(yīng)用，將進(jìn)一步提升工程機(jī)械產(chǎn)品的制造水平。