數(shù)控反锪刀具的設(shè)計(jì)

1、數(shù)控反惚刀具的設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它不僅解決了普通機(jī)床難以解決的許多加工難題，而且提高了加工精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)加工工藝和刀具設(shè)計(jì)提出了許多新的、更高的要求。為使這些先進(jìn)的設(shè)備更好地發(fā)揮作用，必須解決這些問題。在數(shù)控機(jī)床加工箱體類零件的過程中，常常遇到反惚加工工序，如圖1所示。加工這些部位時(shí)，給數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工或無(wú)人化生產(chǎn)造成很大的障礙。對(duì)這些反惚孔的自動(dòng)加工，目前在數(shù)控機(jī)床上常常采用以下四種方法：用反鋒固定循環(huán)（g87）加工用這種方法加工，指令形式為：g98（或g99）g87xyzrqfx軸和y軸定位之后，主軸自動(dòng)定向停止，刀

2、具以反刀尖方向偏移q,并快速定位在孔底r點(diǎn)。在此，刀具按原偏移量返回（回到所加工的孔中心位置），并以順時(shí)針方向啟動(dòng)主軸（mO3），進(jìn)行反鋼切削；z軸方向上一直加工z點(diǎn)，主軸在這個(gè)位置再次準(zhǔn)停之后，刀具退出原偏移量，并快速退出孔外，然后刀具返回原點(diǎn)并按原偏移量返回，主軸停轉(zhuǎn)（m05），轉(zhuǎn)入下一程序段。采用該方法反惚切削時(shí)要進(jìn)行讓刀運(yùn)動(dòng)，而且僅能完成銅面直徑比較小的反惚切削，因此該方法有很大的局限性。為了保證鋒桿剛性，如果孔比較小，反惚面的位置比較遠(yuǎn)，或反鉤面的直徑與孔徑的比值較大時(shí)，那么，反鉤切削就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。那么即使能夠進(jìn)行反鋼切削，但由于刀桿剛性差，易發(fā)生振動(dòng)，使反鉤面出現(xiàn)波紋，表面粗糙度值升

3、高，加工精度變差，效率降低。（2）從正進(jìn)行鋼孔加工工件在孔加工完后，將工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°，從正面進(jìn)行錦孔，則增加了加工輔助時(shí)間；一般情況下，還要選用刀桿較長(zhǎng)的刀具，因而剛性相對(duì)較差，影響加工精度。如果工件結(jié)構(gòu)不允許（如圖la、Id）,則這種方法也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。（3）用反鏈固定循環(huán)i（g87）指令加工刀具達(dá)到孔底且主軸停止時(shí)，控制系統(tǒng)進(jìn)入進(jìn)給保持狀態(tài)，在此情況下，刀具可用手動(dòng)方法移動(dòng)，可以執(zhí)行任意手動(dòng)操作，手動(dòng)裝卸刀具，手動(dòng)反鋼切削。為了再啟動(dòng)加工，應(yīng)轉(zhuǎn)換到紙帶或存貯器方式，按start（啟動(dòng)）鍵，然后按下一程序段nc指令執(zhí)行。（4）手動(dòng)反惚加工在加工過程中，遇到反惚工序時(shí)，給一任選停止指

4、令m01機(jī)床停止，由操作者手工裝卸反鋼刀具進(jìn)行手動(dòng)反鋼加工。用第三種和第四種方法加工，增加了加工輔助時(shí)間，使數(shù)控加工的效率大大降低。這兩種方式與加工中心的自動(dòng)化相矛盾，特別是在自動(dòng)線上，其缺點(diǎn)更為突出。另外還增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控機(jī)床特別是較大規(guī)格的數(shù)控機(jī)床，加工區(qū)一般都用全防護(hù)裝置隔開，要完成反鋼工序，操作者必須隨時(shí)注意機(jī)床的運(yùn)動(dòng)情況，等停機(jī)后進(jìn)入加工區(qū)安裝反鉤刀，而后手動(dòng)或自動(dòng)完成反錦切削，手動(dòng)卸下反鉤刀。然后再發(fā)指令（按start鍵）。這樣既不安全，又影響生產(chǎn)效率，數(shù)控機(jī)床全自動(dòng)的優(yōu)越性發(fā)揮不出來(lái)。有些反惚工序在加工中心上無(wú)法進(jìn)行，因此必須在后續(xù)工序中專門進(jìn)行反惚加工?？梢?，上述四種方法均

5、有一定的局限性，這些方法還影響加工精度和加工效率，甚至有些反鉤孔根本不能用上述方法加工。可以說(shuō)，反惚加工是柔性制造系統(tǒng)或無(wú)人化生產(chǎn)的一大障礙。針對(duì)上述情況，為了解）夬加工中心反惚存在的問題，筆者設(shè)計(jì)了加工中心用反惚刀具，能有效地解決反鋼加工這一難題。刀具裝入主軸后，給機(jī)床一向前運(yùn)動(dòng)的指令，當(dāng)反鋼刀頭13移動(dòng)到適當(dāng)位置時(shí)，件14與工件表面接觸，刀體1繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，件8和件7不再向前移動(dòng)，但件2、6、10仍繼續(xù)向前移動(dòng)。當(dāng)它們移動(dòng)到一固定位置時(shí)，在件10的作用下，刀頭13順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°（即使刀刃處于切削方位），同時(shí)，件6在凸輪的作用下旋轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)軸向定位。此時(shí)，給機(jī)床一向后退的指令，即刀

6、體1向后移動(dòng)，由于彈簧18的作用，件7、件8不能后退，件6受件4的作用也不能后退，以保證刀頭13可靠定位。件3移動(dòng)到與件7的鍵槽右端接觸時(shí)，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)并給機(jī)床一切削指令進(jìn)行反惚切削。反惚結(jié)束后，主軸停止旋轉(zhuǎn)而向前運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到第一次向前運(yùn)動(dòng)的最終位置時(shí)，在件2的作用下，消除件4對(duì)件6的軸向定位，這樣在刀具后退時(shí)，在件3和件7的右端接觸之前，件7、件8還不能后退，但件6由于消除了軸向定位，在彈簧9的作用下，件6、10向后退出，在件11的作用下，刀頭13逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°后退到一定位置，在件3的作用下，整個(gè)刀具退出工件。至此，便完成了切削工序。以上整個(gè)動(dòng)作均由機(jī)床程序自動(dòng)完成。對(duì)同一尺寸的孔，根據(jù)反鋼面所在的位置，可適當(dāng)調(diào)整件14、15的位置，或更換件8所在的位置。件3的作用是傳遞扭矩及向后的拉力。件2、4、6是用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向定位的，其作用原理如圖6所示。件4固定，件2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，件6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。件6處于位置（二）時(shí)實(shí)現(xiàn)軸向定位，處于位置（四）時(shí)消除軸向定位。動(dòng)作si、s2在加工前完成，S3、s4在加工后完成。I對(duì)不同規(guī)格的加工中心和數(shù)控機(jī)床，刀體1軸向凸輪定位機(jī)構(gòu)有一二種規(guī)格即可。刀桿和切削部分則可根據(jù)具體的加工對(duì)象進(jìn)行選用。數(shù)控反鋼刀具的設(shè)計(jì)，解決了數(shù)控機(jī)床上難以實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)的反鋼