数控刀片加工效率提升探析

摘 要：硬质合金数控刀片ZT03.LN1911.0009广泛应用于汽车行业，该产品的开槽加工效率低是制约生产效率的最大问题，致使交期较长，不能够满足市场需求。在保证质量的前提下，将刀片装夹1片进行加工改为装夹3片进行加工，缩短了加工辅助时间，同时对砂轮参数的调整，在保证产品质量的前提下，使砂轮能够在一次磨削过程中加工更多的产品。

关键词：ZT03.LN1911.0009；数控刀片；效率；开槽加工

1 概述

数控机床的应用反映了一个国家机械工业的水平。数控机床迅速普及，数控刀具供不应求的矛盾非常尖锐。由于我国数控刀具研究工作起步晚，对硬质合金数控刀片加工性能、硬质合金材料去除机理、高效率批量生产精密级数控刀片和精化刀具等应用基础研究课题，尚未进行系统的研究。因此，现阶段国内生产的数控刀具和硬质合金可转位刀片无论在质量上，还是在品种上，都远不能满足生产的需要。

2 目前产品开槽生产状况

该产品在加工中需磨削四个断削槽，槽的加工是在M9120上采用平口钳定位，每次装夹1片刀片，每次加工只能够加工1个槽，一片刀片需要装夹四次才能够完成加工，加工效率较低。由于该产品的加工效率较低，与急剧增加的市场需求不符。因此有必要从效率的角度出发，通过对工装夹具的改进提高该产品的加工效率。同时开槽磨削采用成型加工方式，这要求砂轮须选用合适，以保证在产品合格的状况下砂轮能够最大限度的参与磨削。

3 工装改进过程

3.1 夹具必须满足的要求

为了提高刀片的加工效率，改变目前1片一装夹的加工方式，节约辅助加工时间，现提出将夹具重新设计，并改为3片一装夹的方式。要求夹具必须具备以下要求：（1）首先夹具的外观尺寸必须符合机床要求，并能够与机床配合，不与机床发生干涉，达到加工的目的。（2）其次，在装夹产品时必须保证三片产品的定位一致，并能够保证加工出的开槽的尺寸基本保证一致，并且各个尺寸的偏差不能够超出以下要求：槽前角=10°±30′；槽底A弧半径=0.6±0.1；开槽宽度=2.9±0.1；槽后角=50°±30′。（3）再次，要求夹具在使用的过程中能够有很好的重复定位精度，保证产品能够在图纸要求的尺寸范围内波动。

3.2 新夹具的设计

（1）首先必须符合六点定位原理；（2）其次夹具的整体结构及手柄的位置必须便于操作；（3）开槽基座上必须有避空部位，防止刀片在磨削中与砂轮发生干涉；（4）加紧方式采用螺纹压紧的方式；（5）在夹具上需摆出75°±30′的角度，并由一块75°±30′的角度块固定；（6）夹具的定位靠定位板完成，且定位板的正反放置可以完成4个槽的加工。

基于以上要求，重新设计了夹具。

4 砂轮参数的调整

砂轮参数：

目前采用的砂轮是180#，175*32*6，浓度100%。砂轮的修整是采用200*32*8的碳化硅砂轮对金刚石砂轮进行修整。由于数控刀片采用成型磨削，工装重新进行设计，单次装夹产品的数量增加，通过实验给出合适的砂轮参数。根据经验，给出以下几组参数进行砂轮磨削实验，砂轮按照刀片槽型尺寸分别进行修整，然后各加工100片该产开槽尺寸最重要的前角、圆弧及槽宽尺寸波动最符合要求的一组参数为80#，175*32*6，浓度100%，综合加工效率及质量考虑，实践效果最好。

5 效果验证

该产品采用新工装及新砂轮后，对该工装的使用情况及砂轮的应用状况进行效果验证。

工装：新设计的工装；砂轮：280#，175*32*6，浓度100%。进行加工，加工情况如下：

（1）产品的加工效率（如表1）

由上边可见，在使用了新的夹具后，产品的效率得到了提升，根据班组数据记录，班产量由原来的80片/班提高到现在的220片/班，效率提升了175%。

（2）产品的加工质量状况

在使用新夹具和新砂轮后，加工效率得到提升，为了确保新夹具使用的稳定性，对使用新夹具新砂轮参数加工的产品进行了跟踪。下表是对加工产品进行的跟踪，即在每班次均匀取样8片进行检测，数据结果如表2。

以上数据可以看出，该产品在加工控制过程中质量控制稳定，能够稳定生产并保证产品质量；且不同人员进行操作，质量也能够得到保证，不会因为人员的差异引起质量问题。

综上所述，该产品通过改进磨削工装使效率得到提升，并能够保证产品质量，实现稳定生产。同时对加工效率的提升实验，说明了砂轮参数的选择对产品的加工效率和质量有着很大的影响。

参考文献

[1]郭秀云，李长胜.硬质合金刀片磨损性能的实验研究[J].新技术新工艺，2000（10）：13-14.

[2]程敏.硬质合金材料PA30和YG8超高速磨削工艺研究[D].湖南大学机械与运载工程学院，2011.