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【钢板坡口机】一种新型刀具在钢板双面坡口加工中的应用

作者:切割坡口机生产厂家  发布时间:2018-08-29 11:00:54

针对电力机车车体底架盖板双面坡口在加工过程中存在的工艺难点,通过设计一种新型结构铣刀,优化双面坡口加工工艺,消除安全隐患,提高加工效率,降低加工成本。
X型坡口(俗称“双面坡口”)是电力机车车体底架盖板焊接常用的接头形式,用于减少焊接变形,提高焊接质量。
盖板双面坡口的加工由于其产品结构的特殊性,存在作业过程不安全以及加工效率低等问题,一直是制约车间产能发展的瓶颈。
【钢板坡口机】一种新型刀具在钢板双面坡口加工中的应用
1.现有加工工艺及问题分析
通常,平板类配件双面坡口在数控铣床加工的加工工艺为:①使用普通坡口铣刀加工一面。②翻面。③加工另一面。存在以下两个问题:
(1)存在安全隐患。由于盖板尺寸较大(4 091mm×1 394mm)、单重较大(500kg),使用钢丝绳配合天车进行翻面作业时,在翻面的临界状态下,板料突然下坠产生较大的冲击力作用于钢丝绳,存在安全隐患。
(2)加工效率偏低。盖板四边均有双面坡口,翻边(见图2)后重复上料、定位装夹,导致生产辅助时间过长,加工效率较低。
因此,可设计一种新结构形式的坡口铣刀,通过一次走刀完成上下两面坡口的加工,消除翻边作业风险,提高加工效率。
【钢板坡口机】一种新型刀具在钢板双面坡口加工中的应用
2. 刀具优化设计
坡口铣刀是金属切削行业加工板料坡口所常用的一种刀具。在刀具设计时,根据所加工板料坡口的角度θ,通过调整刀具主偏角Kr,实现板料坡口的加工。
结合现有单面坡口铣刀的结构(见图3),创造性地提出了一种可一次走刀完成双面坡口加工的铣刀结构方案(见图4)。从结构上看,就是将两把单面坡口铣刀在顶端联接起来。加工时,上部切削刃完成正面坡口加工,下部切削刃完成反面坡口加工,实现单次走刀完成板料双面坡口加工的设想。
3. 第一代双面坡口铣刀应用
(1)刀具结构。明确刀具设计思路及方案后,我们与刀具制作商联系,制作了第一代双面坡口铣刀
(2)刀具使用效果。该刀具交付车间使用后,我们立即着手开展刀具切削试验。如图7、图8所示,盖板类配件加工双面坡口时,配件下面采用专用垫板垫高20~30mm,同时将配件加工边伸出垫板30~40mm,以避免垫板、机床工作台与刀具发生碰撞。
【钢板坡口机】一种新型刀具在钢板双面坡口加工中的应用
新刀具投入使用后,盖板类配件在车间的单件加工时间由原来的45min降至30min,加工效率提高了30%以上。
(3)存在的问题。A型铣刀从功能上基本实现设计意图,但随着此类型配件的大批量投产,该刀具暴露出的一些问题影响了加工效率的进一步提升。总结起来有以下几点:
刀具自重大。盖板类配件双面坡口的纯加工时间较短,加之部分盖板两端双面坡口角度不同时进行换刀,而该刀具的安装重量(含刀柄)达11.5kg,操作工进行频繁换刀消耗了大量体力,影响其作业情绪。
加工振动较大。由于刀具直径为170mm,加工时主轴轴线离切削部位较远(85mm),悬伸较长,易造成主轴在加工中因刚性不足出现振动,影响坡口表面质量;同时,剧烈的加工振动降低了刀具的使用寿命,对机床的精度和使用寿命也有影响。
换刀片繁琐。该刀具上下共安装有32个刀片,在切削状态稳定的情况下,相同位置切削刃的磨损程度基本一致。当切削刃出现较深磨损时,大量换刀片耗时较长。
因此,我们决定从减少刀具自重及消除加工振动两个方面入手对刀具结构进行优化。具体如下:①将刀具直径由170mm减小至100mm以内,从根本上减轻重量。②缩短主轴与切削部位的距离,缩短刀具悬伸,增加其刚性,进而减少加工振动。③将刀体结构由立装改为平装,提升刀具容屑空间,减少刀槽数量,以适应盖板类配件轻快切削的加工状况,同时减少更换刀片数量。
4结语
双面坡口铣刀实现了“一次走刀完成盖板双面坡口加工”的设计意图,消除了因翻边而产生的安全隐患,提高盖板类配件的加工效率,降低制造成本。目前,该结构铣刀已获得国家实用新型发明专利授权。  【全自动智能切割】这些你不知道的事

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