数控高速切削自制焊接刀的加工分析与实践

杨莉

摘 要：针对立辊轧机机架的结构，需要机架外侧加工出外圆柱面，且加工精度要求极高，经过冷轧后的材料表层上存在着氧化铁皮、形状偏差、尺寸偏差、裂纹等缺陷，在普通机床上存在着加工困难，效率低等问题，基于以上因素，采用自制焊接刀和常用镗刀杆与数控程序相结合的加工方法，保证机架外圆的加工精度和安装精度，使其满足使用性能。

关键词：自制焊接刀；镗刀杆；镗床加工；数控加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.034

0 引言

立辊轧机机架的结构，需要机架外侧加工出外圆柱面，对于传统加工圆钢外圆存在弊端，如车削速度慢、进给量小。在切削加工过程中，工件容易受切削力的作用产生弯曲变形，对工件的装夹、刀具、夹具和切削用量等的选用要考究，对加工操作员的技术水平要求较高，且加工效率低。基于此加工难点，一些专家[1]提出了对外形较大且不规则的零件采用内腔回转体中增加多个刀片的方式，形成可加工外圆的回转复合刀具的方法[2]，达到减少装夹时间从而提高加工精度。通过总结经验，提出了一种数控高速切削自制焊接刀的加工方法，并进行了加工实践验证，实现了零件的高效、高精度的加工。

1 结构特点和加工难点

1.1 结构特点

在某立辊轧机机架的生产中，由于此机架采用了分体式结构，按零件的使用性能，设计要求在上下两片机架外侧各加工出两紧箍用外圆柱面，如图1所示，紧箍用外圆柱面的结构特点，采用上下两个半圆形结构，中间为结合面。尺寸需达到φ500u6（+0.58/+0.54）×130mm。

1.2 加工难点

经工艺分析及总结以往加工经验，为保证加工周期和加工质量，采用了自制焊接刀和常用镗刀杆与数控程序相结合的方法，解决了镗床加工高精度外圆的难题。

2 数控加工方法

通过分析紧箍用外圆柱面的结构特点是采用上下两个半圆形结构，中间为结合面，需制定出一种合理且高效的加工方法。

2.1 加工工艺分析

根据毛坯件的情况，单边余量达25mm，按原工艺要求完全采用车削符图的加工工艺，不但加工效率低，而且容易产生震纹和打刀等情况，但全要靠数控程序铣削又无法满足技术要求，紧箍无法顺利装入，且上下机架不能达到紧密贴合，解决办法是改进工艺。

2.2 数控编程

3 加工方法分析

经数控机床按制定的程序加工，对其存在问题进行分析，通过实践检验，该方法在不用二次更换刀片的情况下可使粗加工连续完成。刀具补偿在半径上预留了1mm加工余量，使精加工的工作量骤减。

为保证精加工后外圆柱面的形状尺寸要求，分析现有的加工方法，提出采用自制 “L”形镗刀的车削的方法完成加工，如图2所示。

将两把40×40的YT5型90°镗刀用“J422”焊条焊接成型，将刀尖刃磨为负向切削刃，再将其应用于普通镗刀杆上，如图2所示。因粗加工以只预留了1mm的加工余量，刀具切削中不会受到较大的切削抗力，因而能较好的保证加工精度，精加工时，因该部位实体是由上下两部分组成，切削层在通过上下结合面时会自动断屑，使表面粗糙度值控制在Ra值为3.2um以上，在半精加工半径余量0.1～0.2mm的情况下，经实践检验，圆度圆柱度均可保证在0.02mm以内，从而

达到加工要求。

4 结论

立辊轧机机架外侧加工外圆柱面，提出采用自制焊接刀和常用镗刀杆与数控程序相结合的加工方法，最大的优点是既能发挥数控机床的程序加工优势，又将常规镗削方法有机结合。加工效率高，节约成本，不需专用工装，加工可调范围大，在镗床车削加工此类短外圆柱面时可推广应用。

参考文献：

[1]马鸿杰.加工外圆的回转复合刀具开发[J].湖南农机，2011，38（05）：75-77.

[2]S.Houliara，S.A.Karamanos，Buckling and post-buckling of long pressurized elastic thin-walled tubes under in-plane bending[J].International Journal of Non-Linear Mechanics，2006：491-511.

[3]葛衛国.基于宏程序在数控车床编程中的运用与探讨[J].制造业自动化，2010，32（04）：32-35.