[发明专利]一种大直径钢棒料高效正交车铣粗加工方法

说明书

技术领域

    本发明涉及机械加工技术，特别是涉及一种大直径钢棒高效正交车铣粗加工方法。

背景技术

直径钢棒（直径300-1500mm）料，塑性金属材料，粗加工一般采取车削的加工方式。粗加工时，在兼顾刀具使用寿命的条件下尽可能的提高生产率。在切削用量三要素中，切削速度对刀具使用寿命的影响最为明显，其次为进给量，影响最小的是切削深度，粗加工大直径钢棒料，切削时，如果选用较大的切削深度，较低的切削速度，且较小的刀具前角，切削过程将会产生挤裂切屑甚至产生单元切屑，切削过程中切削力大且变化幅度大，切削过程不稳定；切削时，如果选用较大的切削速度，较大的刀具前角，且选用较小的切削深度，切削过程将会产生带状切屑，带状切屑表面光滑，切削过程中切削力小且变化幅度小，切削过程比较稳定，但断屑成为切削过程的最大问题，长的切屑容易缠绕在工件或刀具上，影响刀具的正常使用，加速刀具的磨损甚至使刀具破损，同时对工人的人身安全带来威胁，切屑断屑处理不当，严重影响车间的正常生产，针对这一情况，虽然采取了断屑的措施，但断屑效果并不明显，严重影响了生产率，目前是大直径钢棒料粗加工中急需解决的一个重要问题。

    车铣是一种崭新的加工方法，它是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工，分为轴向车铣和正交车铣，轴向车铣适于内表面的加工，正交车铣适合外表面的加工，车铣加工是不连续切削，具有出色的切屑控制，特别是正交车铣，在加工过程中，由于偏心量的存在，可以实现大轴向进给量切削，因此采用正交车铣加工，不仅解决了切削过程中断屑问题，而且可以实现了大直径钢棒料高效切削，提高了生产效率。

    发明内容

本发明的目的是针对目前大直径钢棒料粗加工过程中存在的断屑难及效率低的问题，提供了一种大直径钢棒料高效正交车铣粗加工方法，不仅解决了切削过程中断屑问题，而且可以实现了大直径钢棒料高效切削，提高了生产效率。

采用的技术方案是：

一种大直径钢棒料高效正交车铣粗加工方法，其方法如下：

将工件通过三爪卡盘装夹在车铣机床的主轴上，和主轴一起旋转，正交车铣外圆采用面铣刀。面铣刀安装在动力装置上，刀具除自身旋转外，还通过车铣机床上丝杠带动的纵向导轨和横向导轨实现轴向和径向进给运动，通过调整动力装置在Y轴的位置来调整刀具轴线和工件轴线的偏移即偏心量，工件低速旋转实现周向进给运动，从而实现对外圆表面加工。

上述的工件和面铣刀在正交车铣加工过程中，工艺参数如下：

                                                 刀具工作轴线相对刀具轴线偏转2^o～3^o ；

   大直径钢棒料，塑性金属，直径范围为 300-1500mm；

     硬质合金刀具，刀具直径为d,齿数为疏齿型, 刀片的刃长为，

刀具的主偏角为90^o，副偏角为0 ～2^o；

     面铣刀的偏心量为mm；

    面铣刀的轴向进给量为 mm/r 。

    本发明的技术效果：

   本发明是将工件通过三爪卡盘装夹在车铣机床的主轴上，和主轴一起旋转，加工过程采用面铣刀。面铣刀安装在动力装置上，刀具除自身旋转外，还通过车铣机床上丝杠带动的纵向导轨和横向导轨实现轴向和径向进给运动，通过调整动力装置在Y轴的位置来调整刀具的偏心量，进而实现大轴向进给量切削，切削过程为断续切削，具有出色的切屑控制能力，能够解决目前大直径钢棒料粗加工断屑难及效率低的问题，提高了加工效率。

    附图说明

    图1是本发明的刀具位置图。

    具体实施方式

    一种大直径钢棒料高效正交车铣粗加工方法，以结构碳钢的粗加工为例说明正交车铣粗加工的效率高的特性及断屑良好特性。

    1.传统车削加工工艺参数及金属切除率

    将工件通过三爪卡盘装夹在车床的主轴上，随车床主轴高速旋转，产生连续切屑。

其初始加工工艺参数为工件材料为碳素结构钢，工件直径D=500mm，加工使用YT15硬质合金可转位车刀，前角为5^o，后角为3^o，切削深度为3mm，进给量为0.7mm/min,切削速度为80m/min，切屑为连续切屑。

    单位时间内金属切除量：

    工件的转速为：