王生

（万向钱潮股份有限公司，浙江杭州　311215）

翼形轴承座的车削工艺分为车端面，车背弧，车内圆等，其中以车内圆工序切削量Z大，加工成本Z高，如何保证在加工精度不变、产量不变甚至有所提升的情况下，精简车加工车内圆工序的成本并缩短加工时间，是我们这次设计的主要课题。

车削工艺为主轴夹紧工件旋转，车刀沿X轴、Z轴等轴向进给至程序指定坐标，对工件进行车削，去除工件多余材料，使工件被加工后尺寸达到图样要求。而翼形轴承座车内圆工序包括车外唇口、台阶、内圆面、内平面以及油槽等多处，在现有加工工艺中，车完内圆面就车削内平面，该道工序耗时长，切削量大，可拟定为改进突破口。

1.方案选择

根据刀具进给方向，现有两个车削方案可供选择。

方案一：在翼形轴承座车内圆工序中，车刀走刀路线为内圆切削完毕再多刀沿X轴向长距离切削内平面，具体走刀路线如图1所示。

走刀路线为：刀具从坐标1进给至位置2，沿X轴正向做长距离切削至位置5，后经位置6返回位置1，在进给至坐标点3，沿X轴正向长距离切削至位置4，后经位置5、6返回，如此反复循环，直至切削出所需尺寸。

此方案优点为走刀路线简洁，程序编写方便；缺点：若切削距离过长，则在切削过程中易产生积屑瘤，严重损耗刀具，同时铁屑过长，容易缠绕刀杆，并刮伤工件已加工表面。

方案二：在翼形轴承座车内圆工序中，采用机枪式车削法，即车刀车完内圆面后，以小距离沿X轴轴向进给，Z轴方向切削余量固定的方式，以年轮圈样由内向外切削。具体走刀路线如图2所示。

走刀路线为：刀具从位置1出发，进给切削至坐标2，再退刀至位置3，断屑，再由位置3进给并车削至坐标4，再退刀至坐标5，再断屑，再进给车削至坐标6，如是反复，直至切削出所需尺寸，由Z终坐标8沿位置7退刀。

此方案优点为切削距离短，铁屑得到控制，不会缠绕刀杆损坏刀具，对工件已加工表面无影响；缺点：刀具重复进给路线过多，须在Z轴方向来回移动距离过长。

经过对比论证，选定方案二为改进方案，因为方案二优点明显胜于方案一：对于小口径的翼形轴承座来说，加工距离不会过长，因而刀具的进给次数不多；而对于大口径的翼形轴承座，切削距离过长，若采用方案，则刀具的耗损会将制造成本提的过高，同时产品表面加工精度无法得到有效保证，因此，第二方案为Z佳方案。

2.过程论述

针对原有加工方案，结合现场实际生产状况，经分析得出如下三个主要影响因素：①切削路线。内底面切削时采用横向式切削，因产品内圆与内底面结合处余量大，且刀具横向切削时刚性减弱，较大影响刀具寿命。②刀具性价比。目前采用进口刀片，虽性能较好，但价格偏高，影响产品加工成本。③切削参数。因数控系统机床型号各不相同，使用参数也存在较大偏差，出现统一规格产品切削的节拍以及刀具的消耗不一致。

针对以上三个要因，我提出如下改进措施：①粗车刀的走刀路径。调整走刀路线，即改进粗车刀的切削路径，将余量较大的部位从原来的长行程切削改为短行程多刀式切削。②粗车刀刀片性价比。改换刀片，即粗车刀具国产化替代，与多家国内刀具商进行联系，有计划地对其刀具进行试用，记录相关数据、比对，选定一到两家刀具商，并与其进一步商议相关刀具价格。③切削参数。调整程序参数，即做实验设计，采用部分实验设计，列举影响输出较大的因子，选定两个水平，运用MINITAB进行分析，得出合理的切削参数，然后进行推广使用。

3.试验结果

经过程序改进，将车刀走刀路线设置为，车完内圆面，车刀移动至翼形轴承座内大孔中心位置，按照产品型号大小不同，以每次1～2mm的位移沿X轴方向（径向）切削，经过一段时间的试生产，得出车内圆工序加工节拍的数据如下表：

由数据可知，在使用同样刀具的情况下，改进后，不论是小规格还是中规格还是大规格产品，加工节拍都有所下降，对上述数据进行分析比较，不论何种规格，加工节拍均被压缩，平均时间下降了6s。刀具损耗也大大降低。

切削路线及切削方式改进后，铁屑情况如图3所示。

在改进前，铁屑条?长，在加工过程中不易脱落，且易于缠绕刀杆，挂扯到车床内其他部位，发生拉扯断裂的危险，同时，因为铁屑缠绕刀具，在车刀对工件进行车削加工时，铁屑还易划伤工件已加工表面，破坏加工面，导致工件报废或返工。

改进后铁屑长度得到控制，形状呈规则的螺旋状，在加工过程中易于脱落，不会导致对工件表面的划伤，由此可见，随着切削方式的改进，铁屑的形状发生了很明显的变化，通过对刀具采样检查，并未发现有积屑瘤情况的出现，刀具使用寿命得到延长，由此可证明采用方案二是正确的选择。

4.结语

本翼形轴承座车内圆工序改进是针对其加工时间过长的现实情况来思考和设计的。采用机枪式车削法，可以满足车内圆工序所必须达到的加工精度，同时因为走刀路线更加合理，使得铁屑长度得到控制，不至于影响刀具使用寿命。同时通过对刀具使用进行改进，在同样的加工效果情况下，选用国产化刀具替代进口刀具，大幅度降低了成本。

来源：《金属加工（冷加工）》