振動盤內(nèi)形大螺距錐度螺紋的加工方法

藍(lán) 憲

（廣東工商職業(yè)學(xué)院，廣東肇慶526020）

振動盤內(nèi)形大螺距錐度螺紋的加工方法

藍(lán) 憲

（廣東工商職業(yè)學(xué)院，廣東肇慶526020）

目前幾乎所有企業(yè)生產(chǎn)的振動盤都是采用焊接的制造方法，不但生產(chǎn)效率低，而且送料精度不高，送料過程經(jīng)常出現(xiàn)漏料現(xiàn)象。為了克服采用焊接方法制造振動盤的缺點，從提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和效率的角度出發(fā)，對加工振動盤的新方法和工藝過程進行了研究，從而確定采用數(shù)控車床加工整體式振動盤內(nèi)形大螺距錐度螺紋是一種最為有效的加工方法。

振動盤；數(shù)控車床；加工方法

1 當(dāng)前國內(nèi)加工振動盤的現(xiàn)狀

本文論述的振動盤產(chǎn)品如圖1所示，材料為鑄鋁，它的內(nèi)形結(jié)構(gòu)為錐度螺紋，螺距較大，即P=6 mm，深度為7 mm，并且是由里到外的左旋錐度螺紋臺階，向內(nèi)斜度8°，底部中間有個凸臺，它是一件出口到德國的產(chǎn)品。生產(chǎn)的時候，其表面粗糙度和尺寸加工精度要求較高，目前，在國內(nèi)實際生產(chǎn)當(dāng)中，大多數(shù)廠家都采用焊接的方法制造出振動盤，但這種方法，前提是產(chǎn)品的內(nèi)形尺寸比較大，方便焊接，但對于當(dāng)前這個振動盤，其內(nèi)形尺寸較小，要采用焊接的方法制作顯然行不通。為此，本文采用了新的加工方法和加工工藝解決此難題。

圖1 振動盤設(shè)計圖

2 加工振動盤方法的方案分析

該振動盤的結(jié)構(gòu)屬于回轉(zhuǎn)體，外形尺寸又不大，一般考慮采用機床加工，確定的加工方法過程如下。

2.1 方案一：普通車床上加工

按照圖紙上的技術(shù)要求，采用普通車床加工，其加工工藝過程為：先將坯料車削成外形為φ120×34，然后再用尖刀車出內(nèi)形輪廓，如圖2所示。

圖2 振動盤內(nèi)外形加工成品圖

接著加工螺紋，由于螺距較大P=6 mm，并且是由里到外的左旋錐度螺紋，深度為7 mm，加工難度較大。首先，利用低速（50 r/min）進行車削，車削之前，把刀具定在下刀點A，如上圖2所示的位置，然后打下開合螺母進行車削，螺紋切削完全靠中拖板手動來控制。由于下刀點在振動盤底部只能車削完一刀后再打上開合螺母，通過手動再重新定位車削，這樣不斷地打上開合螺母定位，也不斷地打下開合螺母進行車削，如果中拖板切削深度控制不好，切削過深還會出現(xiàn)“停車”現(xiàn)象[1]。因此，采用這種加工方法，缺點較多：（1）效率低，加工難度極大，易出現(xiàn)廢品；（2）螺紋深度不一；（3）螺紋表面粗糙度差。

鑒于這些缺點，采用普通車床進行加工此振動盤不可取。

2.2 方案二：加工中心（三軸）上加工

鑒于采用普通車床進行加工此振動盤缺點多，接下來嘗試采用加工中心來銑削振動盤。

其加工工藝過程如下：先采用車床把零件加工成外形為φ120×34，如圖2所示，然后在三軸加工中心[2]工作臺上裝上三爪卡盤夾持工件，工作原點為工件中心，先用電腦輔助加工軟件CAM軟件把零件三維圖畫出，然后生成NC加工程序并傳送到加工中心進行加工，考慮到工件有螺紋臺階斜度8°，使用φ6的平底銑刀加工，并且用了螺旋下刀方式。由于省去外形加工，所以直接對整個內(nèi)部進行銑削，時間大大的縮短了，工件光潔度也能保證了，但質(zhì)檢結(jié)果為不合格，主要是無法把錐度螺紋臺階斜度8°銑出，這個斜度是這個振動盤的核心技術(shù)，它的功能主要是不讓細(xì)小的零件在轉(zhuǎn)動過程中“外漏”。因此，采用這種方法也行不通。

2.3 方案三：數(shù)控車床上加工

鑒于方案一和方案二的不可行性，最后嘗試采用數(shù)控車床加工，結(jié)果得到比較好的效果，其加工工藝過程如下：

2.3.1 準(zhǔn)備車刀（兩把）

由于工件材料是鑄鋁，屬于較軟的塑性材料，選用兩把白鋼車刀車削，一把用來車削工件內(nèi)形，其刃磨時如圖3所示，為了得到表面光滑，其刀尖磨成R0.2～0.3 mm，另一把用來車削錐度螺紋，其刃磨時如圖4所示。

圖3 車削振動盤內(nèi)形車刀

圖4 車削大螺距錐度螺紋車刀

以上兩把車刀的角度較大，主要用來“避空”工件內(nèi)部的兩個錐度，選擇白鋼刀，容易刃磨，也方便得到較大的前角，保持鋒利，流暢切削。

2.3.2 車削振動盤的內(nèi)形

接下來的加工過程：先在普車加工其外形尺寸達(dá)到設(shè)計要求，即φ120×34，然后用數(shù)車加工內(nèi)形，由于工件是一個封閉式形狀，如圖2所示，采用了G73和G70封閉式循環(huán)指令編程，其加工程序如下：

O100

N010 G50 X150 Z150；N011 G00 X108 Z2；

N012 S600 M03 T0101 F50；

N013 G73 U0 W28 R28；

N014 G73 P015 Q020 U0 W0.5；

N015 G00 X108；

N016 G01 Z0；N017 G01 X60 Z-28；

N018 X30 Z-26；N019 X20 W7；

N020 X0；N021 G70 P014 Q019 F50；

N022 G00 X108 Z2；N023 M05 S0；

N024 G09；N025 T0100；N026 M30；

其加工出來的零件結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 數(shù)車車削出內(nèi)形結(jié)構(gòu)圖

2.3.3 車削振動盤的內(nèi)形錐度螺紋

加工如圖5所示的內(nèi)形后，接著鉆出底部φ6中心孔，然后采用G92進行錐度螺紋循環(huán)[3]指令進行編程，其加工程序如下：

O200

N010 G00 X150 Z150；N011 T0202

N012 S50 M03；N013 M98 P60300；

N014 G00 U-6 Z150；N015 G50 X150 Z150；

N016 M05；N017 M30；

O300

N010 G00 X60；N020 Z-28；

N030 G92 X108 Z2 R26 F6；

N040 G01 U0.1 F50；

N050 G50 X108 Z2；N060 M99；

最后加工出來的合格產(chǎn)品零件圖如圖6所示。

TH16

A

1672-545X（2016）11-0145-02

2016-08-24

藍(lán)憲（1976-），男，廣東肇慶人，本科，機械工程師，主要研究方向：模具設(shè)計與制造、數(shù)控加工技術(shù)等機械行業(yè)。