松德刀具解决方案之工程机械

上海松德数控刀具制造有限公司 （201614） 施勇川

工程机械作为机械工业领域中的一个重要分支，在整个工业领域有着举足轻重的地位。因此，工程机械行业也一直是上海松德数控刀具制造有限公司技术团队重点对待、重点突破的应用领域。在多年与客户沟通探讨解决过程中，团队在不少零件加工过程中积累了丰富的经验，如臂架、动臂、斗杆、转台、料斗、轨链节以及履带板等部件的加工，并同时不断积累完善了各零件的全套刀具解决方案。以下为我司为一些工程机械零部件提供的典型加工部位解决方案。

1. 履带板深孔加工方案

工件材质：钢，加工设备：卧式加工中心，带内冷。如图1为工件示意，加工难点：深孔加工，长径比较大，达7倍多，且孔的表面粗糙度值要求较高Ra=1.6μm，客户有节拍要求。加工方案：粗镗+精镗。粗加工使用两头对镗相接，精加工采用整体合金镗杆+精镗刀+强力刀柄，如图2所示。目前此方案也可加工，但是缺点是效率慢，无法满足工艺节拍要求，零件为大批量加工件，无法满足生产任务，客户不满意。经技术优化加工方案为专用镗刀柄+防振镗刀，如图3所示。可以看到刀具整体悬伸比原来短了46mm，并且连接刚性比原方案好多了，原来为强力刀柄摩擦抱紧结构，现方案为镗刀专用接口螺钉后拉刚性锁紧。更重要一点，防振原理从原来的硬质合金杆防振改变为内置专用防振系统的防振镗杆，图4为防振刀具实物图。

图 1

图 2

图 3

图 4

附表为客户使用防振镗刀与原硬质合金镗刀参数对比表，从表中可看出刀具的振动成为了机床实现高生产效率的限制因素，振动迫使加工参数（如切削速度、背吃刀量、进给量等）相应降低，硬质合金杆就只能选择比较低的切削参数，而改用防振镗杆后，切削参数就提高不少。这样单孔镗孔时间得到较大缩短，客户一个工件上需要镗两个孔，整个工件的加工效率提高820%，效果是显而易见的，客户对于孔的表面质量也非常满意，图4为此刀具实物图。防振刀具应用于其他场合也有较多，图5为φ80mm杆10倍径防振刀具实物图。目前上海松德数控刀具制造有限公司防振刀具为方便客户选用，已将防振刀具标准系列化，长径比6～10倍车刀、镗刀。常备库存，镗刀镗孔直径从φ21～φ212mm，可实现粗精镗及反镗加工，车刀杆φ12～φ60mm，也可非标定制面铣刀柄、专用防振刀等，性价比、交期等优势明显。打破此类刀具的进口垄断，实现国产化，并已推广应用于各个领域。

图 5

切削参数对比

2. 反面加工方案

工程机械中有许多反面加工部位，上海松德数控刀具制造有限公司在反面加工有一套整体解决方案。根据工件、机床、要求等不同工况可以选择不同的反面加工类型。如标准模块式可调反镗刀、非标专用反镗刀、反铣刀、反刮刀等。

（1）大刀盘反铣面：针对某一客户动臂零件反面加工，结合客户实际要求（尽可能各零件各机床能通用兼顾）。机床：落地镗铣床。专门设计了一款φ700mm的大刀盘，以满足客户要求。考虑到此类刀盘的自重问题，将刀体用高强度的航空铝合金加工，由于刀盘直径过大，使用航空铝合金后的重量还是比较重。此结构一般推荐直径安装于W轴加工，增加刀具连接刚性。但是有时在现场也会拿刀柄直接装着就用了，因为W轴拆装刀具要麻烦多了，刀柄可用拉钉主轴直接拉紧比较快速方便，如图6所示刀具图样。现场客户所用参数：切削深度ap=4mm，线速度vC=175m/min，每齿进给Fz=0.12mm/r，加工平稳。

图 6

图 7

（2）反铣飞刀：客户臂架反面加工，过孔φ110mm，反面加工直径至230mm，板厚90mm，轴向余量5mm，不采用大刀盘铣削。难点：反加工面过宽达到2.5d，轴向余量也较多。松德技术团队分析后，决定使用分刀铣削法，采用非标两面刃反铣刀加工直径至175mm，再用偏心式反铣飞刀加工至尺寸要求，如图8所示。此方案不仅可实现自动换刀，且刀具较轻快简单，无论是加工成本还是交货周期都具备相当优势。

图 8

（3）轴承反刮刀：客户挖掘机动臂反面加工，要求过孔直径65mm，反面加工直径至D260mm，轴向余量7mm，为减少辅助时间，一刀完成加工。加工设备：镗铣床。难点：反刮面直径是过孔直径的4倍，常规单刀片反镗或者反刮加工无法满足，大刀盘加工结合客户实际情况无法接受。松德技术团队分析研究并与客户沟通后设计一款轴承式导向反刮面刀具，加工完成后，表面的接刀痕客户可经过打磨达到要求。刀具如图9所示，此系列方案在客户处得到广泛应用，到现在已经完成多种规格种类的定制，刀具反刮直径范围从150～270mm不等。

图 9

（4）自动伸缩式反刮刀：加工铰链座反面，工件过孔直径D50mm，反刮面直径D115mm，一个工件有多个面需要加工，原加工工况为白钢条手动换刀加工，效率低、工人手动换易出错，且加工表面平面度等效果不佳，设备：加工中心。松德的解决方案为自动伸缩式反刮刀，与标准刀具一致，加工完毕后可入刀库实现流水化作业不停机。由于单边切削面宽，切削力较大，针对性的研发了专用材质刀片，配上专用刮面刃口及高质量的表面涂层处理，保证了切削轻快稳定及耐崩刃性。如图10为反刮刀进退刀加工步骤示意图，依靠机床进给与工件端面位置的相互配合达到自动进退刀功能，示图红色部分为反刮切削部位。图11为现场加工照片。反刮刀加工视频请扫描图12所示二维码。

图 10

图 11

图 12

在工业4.0时代背景的新形势下，工程机械对刀具也提出了更高的要求，上海松德数控刀具制造有限公司已做好准备迎接新的挑战，在刀具的高效、高速、高稳定性方面进一步加强，进一步突破，为整个行业及中国工业发展贡献自己一份微薄的力量。