該問(wèn)非常值得閱讀，該工藝最大的亮點(diǎn)就是大幅降低生產(chǎn)成本，工具磨床無(wú)法達(dá)到精度，數(shù)控磨的加工費(fèi)又非常高，使用該工藝一次性在立式家中心上完成，還大幅縮短工期。
我公司是生產(chǎn)汽車轉(zhuǎn)向器專業(yè)廠家，每年都需要開(kāi)發(fā)多種轉(zhuǎn)向器。在新品開(kāi)發(fā)時(shí)，其刀具也常常需要特制。從專業(yè)廠家訂購(gòu)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本也較高，而且由于是新品試制，刀具關(guān)鍵參數(shù)往往未最終定型，試制完成后有可能需要修改，為了盡可能避免浪費(fèi)，減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，同時(shí)又加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度。設(shè)計(jì)了一副專用夾具，編寫(xiě)了專用磨削程序，利用立式加工中心解決了插齒刀具的磨削難題。
1.插齒刀加工介紹
一種代表性產(chǎn)品為變速比轉(zhuǎn)向器，其轉(zhuǎn)向器搖臂軸扇齒需要一種特殊的插齒刀加工。插齒刀的齒厚、齒槽寬度極限偏差為±0.015mm（本申科技微量潤(rùn)滑系統(tǒng)在插齒中有豐富的經(jīng)驗(yàn)和案例），如圖1所示。
圖1 插齒刀簡(jiǎn)圖
該刀具齒側(cè)需要刃磨，在一般工具磨床上很難達(dá)到其精度要求，外協(xié)費(fèi)用較高，達(dá)4000元左右。為此利用現(xiàn)有的CNC立式加工中心來(lái)磨削刀具齒部，使加工精度滿足使用要求，使用效果良好，刀具總費(fèi)用不足1000元，每把刀具可節(jié)約成本3000元左右。截止目前已經(jīng)用此方法加工各種刀具數(shù)十把，為公司創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.插齒刀具刃磨方法
插齒刀具刃磨所需。機(jī)床：立式加工中心ARROW 750 （美國(guó)CINCINNATI公司），FANUC控制系統(tǒng)。工件：插齒刀材料為W6Mo5Cr4V3，淬火后經(jīng)線切割加工，單側(cè)刃磨余量為0.25～0.30mm。刀具：砂輪P150×20×30 ，WA80K5V35，已經(jīng)裝砂輪用連接桿、刀柄及金鋼筆等。
原理：利用機(jī)床X-Z軸聯(lián)動(dòng)，修正砂輪刃部夾角與刀具齒形角一致，利用機(jī)床的高精度定位性能，可以確保刀具的齒距、齒厚和齒槽尺寸精度要求。利用機(jī)床的宏程序編程功能，自動(dòng)補(bǔ)正砂輪的修正量。
具體磨削操作過(guò)程如下：首先將專用夾具裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上，并裝好插齒刀半成品，然后將砂輪裝在連接桿上鎖緊；在普通車床上用硬質(zhì)合金車刀低速車削砂輪刃部夾角和刀具齒形夾角大致相等（約60°）；再將刀桿連同砂輪一起裝在立式加工中心的刀庫(kù)中；設(shè)置砂輪與金鋼筆及工件之間的位置，確定工件坐標(biāo)系。為安全起見(jiàn)，可是適當(dāng)留0.05～0.10mm間隙（見(jiàn)圖2）。然后起動(dòng)預(yù)先編制好的加工程序開(kāi)始磨削，在磨削過(guò)程中，可根據(jù)磨削情況調(diào)整刀具和工件之間的對(duì)刀誤差。一次磨削循環(huán)完成后，用齒厚卡尺測(cè)量刀具的齒厚尺寸是否到位。如果沒(méi)有到位，只需重新確定磨削余量（進(jìn)刀次數(shù)），再次起動(dòng)磨削循環(huán)即可。
圖2 插齒刀磨削示意圖
具體數(shù)控程序如下：
G153G90G71G0 （設(shè)置機(jī)床狀態(tài)）
T01M6 （從機(jī)床刀庫(kù)調(diào)出刀具）
S1800M3 （轉(zhuǎn)速1 800r/min，正轉(zhuǎn)）
G54X0Y0 （一致坐標(biāo)系零點(diǎn)）
#1=0 （#1為砂輪修正量，開(kāi)始為0）
M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）
G90G0Z-150 （快速到達(dá)D面Z軸起始位置）
X-90 快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）
G90G1Z-150 （快速到達(dá)E面Z軸起始位置）
X-90 快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）
M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）
G90G0Z-129.937 （快速到達(dá)B面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）
G90G1Z-130.811 （快速到達(dá)C面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）
M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）
G90G0Z-169.189 （快速到達(dá)F面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）
G90G1Z-170.063 （快速到達(dá)G面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）
M98P01 （轉(zhuǎn) O01子程序）
G90G0Z-110.748 （快速到達(dá)A面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P02 （轉(zhuǎn)O02子程序）
G90G1Z-189.252 （快速到達(dá)H面Z軸起始位置）
X-90 （快速到達(dá)X軸磨削起點(diǎn)）
M98P03 （轉(zhuǎn)O03子程序）
G0G90Z100M09（快速至安全位置，切削液關(guān)閉）
M30 （程序結(jié)束）
O01 （修正砂輪子程序）
G0G54X0Y0 （快速至坐標(biāo)系X0、Y0位置）
Z0M08 （至Z0位置同時(shí)切削液打開(kāi)）
S1800M03 (主軸轉(zhuǎn)速1 800r/min，正轉(zhuǎn))
#2=0 （#2為砂輪修正次數(shù)變量）
WHILE #2＜N1 (N1為所需磨削次數(shù)，條件判斷)
G1G91X-#1F100 （開(kāi)始修砂輪，F為走刀速度）
G1G91X-19Z11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）
G1G91X19Z-11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）
G0G90X25
G0Z-120
G0X0
G1G91X-#1F100
G1G91X-19Z-11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）
G1G91X19Z11.065 （X、Z軸聯(lián)動(dòng)，精修砂輪）
G90
#1=#1+0.1 （修正量增加0.1mm）
#2=#2+1 （修正次數(shù)增加1次）
G90G0X50
Z50
#3=#3+#1 （#3為工件對(duì)坐標(biāo)系Y軸坐標(biāo)）
G90G1Y#3 （Y軸坐標(biāo)補(bǔ)償）
M99 （返回主程序）
O02 （磨削面子程序）
#4=0
WHILE#4＜N2 （N2為進(jìn)刀所需次數(shù)，條件判斷）
G91G1X-210F3000 （X軸磨削終點(diǎn)）
X210
X-210
X210
Z0.002 （Z軸上升0.002mm）
#4=#4+1 （進(jìn)刀次數(shù)加1）
ENDWHILE （條件不滿足，結(jié)束該循環(huán)）
G91X100 （至X軸安全位置）
G90Z50 （至Z軸安全位置）
M99 （返回主程序）
O03
#4=0
WHILE#4＜N2 （N2為進(jìn)刀所需次數(shù)，條件判斷）
G91G1X-210F3000 （X軸磨削終點(diǎn)）
X210
X-210
X210
Z-.002 （Z軸下降0.002mm）
ENDWHILE （條件不滿足，結(jié)束該循環(huán)）
G91X100 （至X軸安全位置）
G90Z50 （至Z軸安全位置）
M99 （返回主程序）
用此方法磨削出來(lái)的刀具齒表面粗糙度值可達(dá)Ra=0.4μm，節(jié)距誤差≤0.01mm，齒形角度誤差≤0°5′，完全滿足圖樣要求。
3.結(jié)語(yǔ)
實(shí)際應(yīng)用表明，利用立式加工中心磨削插齒刀，既可以保證刀具精度符合要求，又可以通過(guò)調(diào)整機(jī)床程序很容易的修正刀具齒形相關(guān)參數(shù)。刀具制造成本低，是產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中非常有效的手段之一，值得在行業(yè)中推廣應(yīng)用。
對(duì)此文小編非常贊同，但是提出異議，就是對(duì)機(jī)床提出要求，因?yàn)槟ハ骱螽a(chǎn)生的粉末可能滲入機(jī)床的絲桿、軌道、電器等，對(duì)機(jī)床的密封和軌道護(hù)罩也要提升，還有切削液的過(guò)濾系統(tǒng)也需要增加紙帶過(guò)濾，這樣就可以解決砂輪留下的墨粉給機(jī)床帶來(lái)的傷害。
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