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文档简介
1、数控反惚刀具的设计随着计算机技术的飞速发展,数控机床在我国机械加工行业中得到越来越广泛的应用。它不仅解决了普通机床难以解决的许多加工难题,而且提高了加工精度和生产效率,同时也对加工工艺和刀具设计提出了许多新的、更高的要求。为使这些先进的设备更好地发挥作用,必须解决这些问题。在数控机床加工箱体类零件的过程中,常常遇到反惚加工工序,如图1所示。加工这些部位时,给数控机床的自动加工或无人化生产造成很大的障碍。对这些反惚孔的自动加工,目前在数控机床上常常采用以下四种方法:用反锋固定循环(g87)加工用这种方法加工,指令形式为:g98(或g99)g87xyzrqfx轴和y轴定位之后,主轴自动定向停止,刀
2、具以反刀尖方向偏移q,并快速定位在孔底r点。在此,刀具按原偏移量返回(回到所加工的孔中心位置),并以顺时针方向启动主轴(mO3),进行反钢切削;z轴方向上一直加工z点,主轴在这个位置再次准停之后,刀具退出原偏移量,并快速退出孔外,然后刀具返回原点并按原偏移量返回,主轴停转(m05),转入下一程序段。采用该方法反惚切削时要进行让刀运动,而且仅能完成铜面直径比较小的反惚切削,因此该方法有很大的局限性。为了保证锋杆刚性,如果孔比较小,反惚面的位置比较远,或反钩面的直径与孔径的比值较大时,那么,反钩切削就无法实现。那么即使能够进行反钢切削,但由于刀杆刚性差,易发生振动,使反钩面出现波纹,表面粗糙度值升
3、高,加工精度变差,效率降低。(2)从正进行钢孔加工工件在孔加工完后,将工作台旋转180°,从正面进行锦孔,则增加了加工辅助时间;一般情况下,还要选用刀杆较长的刀具,因而刚性相对较差,影响加工精度。如果工件结构不允许(如图la、Id),则这种方法也无法实现。(3)用反链固定循环i(g87)指令加工刀具达到孔底且主轴停止时,控制系统进入进给保持状态,在此情况下,刀具可用手动方法移动,可以执行任意手动操作,手动装卸刀具,手动反钢切削。为了再启动加工,应转换到纸带或存贮器方式,按start(启动)键,然后按下一程序段nc指令执行。(4)手动反惚加工在加工过程中,遇到反惚工序时,给一任选停止指
4、令m01机床停止,由操作者手工装卸反钢刀具进行手动反钢加工。用第三种和第四种方法加工,增加了加工辅助时间,使数控加工的效率大大降低。这两种方式与加工中心的自动化相矛盾,特别是在自动线上,其缺点更为突出。另外还增加了劳动强度。数控机床特别是较大规格的数控机床,加工区一般都用全防护装置隔开,要完成反钢工序,操作者必须随时注意机床的运动情况,等停机后进入加工区安装反钩刀,而后手动或自动完成反锦切削,手动卸下反钩刀。然后再发指令(按start键)。这样既不安全,又影响生产效率,数控机床全自动的优越性发挥不出来。有些反惚工序在加工中心上无法进行,因此必须在后续工序中专门进行反惚加工。可见,上述四种方法均
5、有一定的局限性,这些方法还影响加工精度和加工效率,甚至有些反钩孔根本不能用上述方法加工。可以说,反惚加工是柔性制造系统或无人化生产的一大障碍。针对上述情况,为了解)夬加工中心反惚存在的问题,笔者设计了加工中心用反惚刀具,能有效地解决反钢加工这一难题。刀具装入主轴后,给机床一向前运动的指令,当反钢刀头13移动到适当位置时,件14与工件表面接触,刀体1继续向前运动,件8和件7不再向前移动,但件2、6、10仍继续向前移动。当它们移动到一固定位置时,在件10的作用下,刀头13顺时针转动90°(即使刀刃处于切削方位),同时,件6在凸轮的作用下旋转并实现轴向定位。此时,给机床一向后退的指令,即刀
6、体1向后移动,由于弹簧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,以保证刀头13可靠定位。件3移动到与件7的键槽右端接触时,启动主轴旋转并给机床一切削指令进行反惚切削。反惚结束后,主轴停止旋转而向前运动,运动到第一次向前运动的最终位置时,在件2的作用下,消除件4对件6的轴向定位,这样在刀具后退时,在件3和件7的右端接触之前,件7、件8还不能后退,但件6由于消除了轴向定位,在弹簧9的作用下,件6、10向后退出,在件11的作用下,刀头13逆时针转动90°后退到一定位置,在件3的作用下,整个刀具退出工件。至此,便完成了切削工序。以上整个动作均由机床程序自动完成。对同一尺寸的孔,根据反钢面所在的位置,可适当调整件14、15的位置,或更换件8所在的位置。件3的作用是传递扭矩及向后的拉力。件2、4、6是用来实现轴向定位的,其作用原理如图6所示。件4固定,件2作往复运动,件6作往复运动的同时,还作旋转运动。件6处于位置(二)时实现轴向定位,处于位置(四)时消除轴向定位。动作si、s2在加工前完成,S3、s4在加工后完成。I对不同规格的加工中心和数控机床,刀体1轴向凸轮定位机构有一二种规格即可。刀杆和切削部分则可根据具体的加工对象进行选用。数控反钢刀具的设计,解决了数控机床上难以实现或无法实现的反钢
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