王生

（萬向錢潮股份有限公司，浙江杭州　311215）

翼形軸承座的車削工藝分為車端面，車背弧，車內圓等，其中以車內圓工序切削量Z大，加工成本Z高，如何保證在加工精度不變、產量不變甚至有所提升的情況下，精簡車加工車內圓工序的成本并縮短加工時間，是我們這次設計的主要課題。

車削工藝為主軸夾緊工件旋轉，車刀沿X軸、Z軸等軸向進給至程序指定坐標，對工件進行車削，去除工件多余材料，使工件被加工后尺寸達到圖樣要求。而翼形軸承座車內圓工序包括車外唇口、臺階、內圓面、內平面以及油槽等多處，在現有加工工藝中，車完內圓面就車削內平面，該道工序耗時長，切削量大，可擬定為改進突破口。

1.方案選擇

根據刀具進給方向，現有兩個車削方案可供選擇。

方案一：在翼形軸承座車內圓工序中，車刀走刀路線為內圓切削完畢再多刀沿X軸向長距離切削內平面，具體走刀路線如圖1所示。

走刀路線為：刀具從坐標1進給至位置2，沿X軸正向做長距離切削至位置5，后經位置6返回位置1，在進給至坐標點3，沿X軸正向長距離切削至位置4，后經位置5、6返回，如此反復循環，直至切削出所需尺寸。

此方案優點為走刀路線簡潔，程序編寫方便；缺點：若切削距離過長，則在切削過程中易產生積屑瘤，嚴重損耗刀具，同時鐵屑過長，容易纏繞刀桿，并刮傷工件已加工表面。

方案二：在翼形軸承座車內圓工序中，采用機槍式車削法，即車刀車完內圓面后，以小距離沿X軸軸向進給，Z軸方向切削余量固定的方式，以年輪圈樣由內向外切削。具體走刀路線如圖2所示。

走刀路線為：刀具從位置1出發，進給切削至坐標2，再退刀至位置3，斷屑，再由位置3進給并車削至坐標4，再退刀至坐標5，再斷屑，再進給車削至坐標6，如是反復，直至切削出所需尺寸，由Z終坐標8沿位置7退刀。

此方案優點為切削距離短，鐵屑得到控制，不會纏繞刀桿損壞刀具，對工件已加工表面無影響；缺點：刀具重復進給路線過多，須在Z軸方向來回移動距離過長。

經過對比論證，選定方案二為改進方案，因為方案二優點明顯勝于方案一：對于小口徑的翼形軸承座來說，加工距離不會過長，因而刀具的進給次數不多；而對于大口徑的翼形軸承座，切削距離過長，若采用方案，則刀具的耗損會將制造成本提的過高，同時產品表面加工精度無法得到有效保證，因此，第二方案為Z佳方案。

2.過程論述

針對原有加工方案，結合現場實際生產狀況，經分析得出如下三個主要影響因素：①切削路線。內底面切削時采用橫向式切削，因產品內圓與內底面結合處余量大，且刀具橫向切削時剛性減弱，較大影響刀具壽命。②刀具性價比。目前采用進口刀片，雖性能較好，但價格偏高，影響產品加工成本。③切削參數。因數控系統機床型號各不相同，使用參數也存在較大偏差，出現統一規格產品切削的節拍以及刀具的消耗不一致。

針對以上三個要因，我提出如下改進措施：①粗車刀的走刀路徑。調整走刀路線，即改進粗車刀的切削路徑，將余量較大的部位從原來的長行程切削改為短行程多刀式切削。②粗車刀刀片性價比。改換刀片，即粗車刀具國產化替代，與多家國內刀具商進行聯系，有計劃地對其刀具進行試用，記錄相關數據、比對，選定一到兩家刀具商，并與其進一步商議相關刀具價格。③切削參數。調整程序參數，即做實驗設計，采用部分實驗設計，列舉影響輸出較大的因子，選定兩個水平，運用MINITAB進行分析，得出合理的切削參數，然后進行推廣使用。

3.試驗結果

經過程序改進，將車刀走刀路線設置為，車完內圓面，車刀移動至翼形軸承座內大孔中心位置，按照產品型號大小不同，以每次1～2mm的位移沿X軸方向（徑向）切削，經過一段時間的試生產，得出車內圓工序加工節拍的數據如下表：

由數據可知，在使用同樣刀具的情況下，改進后，不論是小規格還是中規格還是大規格產品，加工節拍都有所下降，對上述數據進行分析比較，不論何種規格，加工節拍均被壓縮，平均時間下降了6s。刀具損耗也大大降低。

切削路線及切削方式改進后，鐵屑情況如圖3所示。

在改進前，鐵屑條?長，在加工過程中不易脫落，且易于纏繞刀桿，掛扯到車床內其他部位，發生拉扯斷裂的危險，同時，因為鐵屑纏繞刀具，在車刀對工件進行車削加工時，鐵屑還易劃傷工件已加工表面，破壞加工面，導致工件報廢或返工。

改進后鐵屑長度得到控制，形狀呈規則的螺旋狀，在加工過程中易于脫落，不會導致對工件表面的劃傷，由此可見，隨著切削方式的改進，鐵屑的形狀發生了很明顯的變化，通過對刀具采樣檢查，并未發現有積屑瘤情況的出現，刀具使用壽命得到延長，由此可證明采用方案二是正確的選擇。

4.結語

本翼形軸承座車內圓工序改進是針對其加工時間過長的現實情況來思考和設計的。采用機槍式車削法，可以滿足車內圓工序所必須達到的加工精度，同時因為走刀路線更加合理，使得鐵屑長度得到控制，不至于影響刀具使用壽命。同時通過對刀具使用進行改進，在同樣的加工效果情況下，選用國產化刀具替代進口刀具，大幅度降低了成本。

來源：《金屬加工（冷加工）》