小孔大（dà）背麵（miàn）結構刀具檢測（cè）自動化在機測量加工工（gōng）藝

1前言

一般起重機的小孔（kǒng）大背結構（gòu）件都需要深孔鏜背加工。為保證起重機運行過程的穩定性，背（bèi）側外徑應> 2倍孔（kǒng）徑。圖1是典型的小孔大（dà）背轉盤（pán）結構，由於結構的限製隻能從孔（kǒng）的一側加（jiā）工（gōng）。業內現有的成形反銑刀和單（dān）齒反銑刀，受刀（dāo）軸徑（jìng）比的限製，無法用插補銑削加工小孔（kǒng）大背結（jié）構零件。白鋼刀常（cháng）見的背麵刮削方式無法保證背麵的加工質量、效（xiào）率和人（rén）員安全，且（qiě）工藝需要手工安裝白鋼刀，無法實現自動（dòng）化加工。為了提（tí）高產品（pǐn）質量（liàng）和加工的自（zì）動化水平，必須解決小孔大背結構不能自動加工的問題。

目（mù）前小孔的大背一般用刮刀刮。將白鋼條邊緣打磨成有切割角的白鋼刀（dāo），安裝在反向刮條上加工背（bèi）麵。小孔大背結構的加工工具和安裝過程。

將防（fáng）刮條安裝在機床主軸上，移動機床主軸，使防刮條穿過（guò）待加工背麵的孔，手動（dòng）將白鋼刀安裝在防刮條上。機床轉速20 ~ 50r/min，軸向進給刮孔背，軸（zhóu）向進（jìn）給（gěi）0.1mm/r，加工到圖紙要求的尺寸。小孔大背（bèi）結（jié）構的刮背過程（chéng）。

從（cóng）圖3所示的流程可以看出，加工工件大背（bèi）時，安裝在機（jī）床主軸上（shàng）的刀杆需（xū）要通過小孔到達加工麵的位置，然（rán）後（hòu）將白鋼刀安裝在反刮刀杆上。由於刀杆（gǎn）安（ān）裝有白鋼（gāng）刀，進退幹涉（shè）小孔（kǒng），白鋼刀需要人工（gōng）反（fǎn）複裝卸（xiè），工序繁瑣，無法實現加工自動化。

3加工方案的提出（chū）和選擇（zé）

根據小（xiǎo）孔大背加工的現狀，構思了一（yī）種折疊式刀具。穿過（guò）孔時，刀具的切削部分可以閉合，加工時切削部分可以展開（kāi）。通過刀具信號控製，可以利用（yòng）慣性、氣壓等折疊切割位置。從而解決了操作者在加工過程中的幹預，實現了小孔大（dà）背結（jié）構的加工自動化。

折刀有氣動、慣性、外力接觸三種。關於它們的比較。最後選用慣性折疊刀具加工小孔大背結構。

折刀（dāo）加（jiā）工小孔（kǒng）大背的過程是一個自動過程，無需（xū）人工幹預。刀具的切削（xuē）部分需要固定在閉合和展開部分，否則（zé）會造成刀具與工件碰撞或背麵無法加工。切割部件閉合和打開的定點方法比較見表2。經過分析，考慮到可行性和實施效果，最終選擇新型鋼球定（dìng）位結構作為折疊刀的定（dìng）點方（fāng）式。

4方案的（de）實施

4.1小孔大（dà）背自（zì）動折疊刀（dāo）的設計（jì）

根據大型結（jié）構件的加工特點（diǎn），設計製造了一種小孔大背的折疊刀具。刀具通過機床的信號（hào）(主軸旋轉)控製刀具切削部分（fèn）的開（kāi）合。它由工具手（shǒu）柄、接頭、折疊頭、軸承和端蓋等組成。工具柄和工具頭通過（guò）標準工（gōng）具接口連接，具有（yǒu）通用性，便於製造。折疊頭位於刀頭和端蓋（gài）之間，刀（dāo）頭（tóu）和蓋板通過定位銷定位，並用螺栓緊固。在折（shé）疊頭的上端和下（xià）端使用軸承，以減（jiǎn）少折疊過（guò）程中的摩擦。折疊頭可以在刀盤上旋轉，呈現（xiàn）折疊和展開的姿態。當刀具不（bú）工作時，折疊頭旋入刀盤（pán）內，減小刀具直徑，便於刀具通過孔徑；當刀具開始加工時，折疊頭順時針旋轉出刀盤，刀盤（pán）處於展開狀（zhuàng）態。成型刀片安裝後，進行（háng）背麵加工（gōng）。折疊頭折疊順（shùn）暢，並通過固定裝置（zhì）固定在展開點（diǎn）和合攏點。

4.2刀具（jù）折疊和定點裝置

根據折疊刀具（jù）的（de）功能要求，折疊（dié）頭可（kě）以通過旋（xuán）轉進行折疊，並可以固定在展開和閉合位置。為了減少轉動時的（de）摩擦，折疊頭兩（liǎng）端裝有高強度耐磨軸承，刀盤如圖（tú）7所示。折疊筒在兩個固定點（diǎn）處有一個小於1/3半球形空腔，刀盤上有一（yī）個可以被彈簧推動移動鋼球的（de）圓形空腔。當折疊頭不受轉動慣性力時（shí），彈簧推動鋼球（qiú）將折疊頭固（gù）定在折疊頭的（de）半球形空腔內；當旋轉慣性力過大時，鋼球回縮，折疊頭旋轉。彈簧球定位器（qì）如圖8所示。

4.3對刀機床的信號確定

折疊刀安（ān）裝在雙麵鏜銑床加工中心的主軸（zhóu）上，機床（chuáng）開、關刀的轉速信號由主軸高速旋轉和停止決定。展開和關閉驗（yàn）證如圖9所示。

選（xuǎn）擇不（bú）同的轉速來驗證折疊（dié）刀的展開和閉合，試驗過程中轉速為100 ~ 500 r/min。當轉（zhuǎn）速為100轉/分，然後必須停止時，刀具在10次測試後（hòu）不能折（shé）疊。當（dāng）轉速為200 ~ 300 r/min時，則必須停機（jī）。經過10次測試（shì），所有刀具都無法折疊。在轉速> > 400r/min然（rán）後停止的情況下，刀具的（de）折疊頭可以在10次測試後展開和關閉。考慮到折疊頭的（de）折疊受外界因素影響，開合用工具折（shé）疊頭旋轉信號定位≥500轉/分。

4.4切削參數的確定

為了提高背麵加工（gōng）後的加工效率和產品質量，根據經（jīng）驗（yàn）值和不同的（de）轉速和進給量確定反向刮削刀具的最佳切削參數[3]。在刀具加工中，采用不同（tóng）的（de）切削參（cān）數進（jìn）行驗證（zhèng），最終確定折疊刀（dāo）具刮削試驗產品（pǐn）的切削參數:轉速（sù）N = 35× [1+(200-d )× 0.16%。其中d為背麵外徑，50mm≤d≤240mm；值200是測試背麵的（de）外徑(mm)。

4.5工（gōng）作步驟

折疊（dié）刀具（jù）的（de）加工過程。具體步驟如下:①機床從主軸調用折疊（dié）防刮刀具，通（tōng）過主軸正轉停止來（lái）關閉刀具。②刀具通過孔（kǒng）徑到達待加工表麵（miàn）。③通過反轉和停止主軸來（lái）實現刀具展開。刀具根據加工參數對背麵進行反向刮削加（jiā）工。⑤刀（dāo）具退回到安全距離，主軸正轉（zhuǎn）停止，刀具關閉。⑥刀具退（tuì）出加工好的孔。

5實施效果

新刀具解決了傳統（tǒng）白鋼刀反向刮工件（jiàn）小孔大背（bèi）時人工參（cān）與的問題（tí）。通過轉動和（hé）停止（zhǐ）機床，實現刀具（jù）切削部分的打開和關閉。同時（shí）采用了點對點固定裝置（zhì），穩定了切割部分的開合點，免去了人工操作對刀具（jù）的幹預。方案實（shí）施前後的處（chù）理方法對比。

加工過程新（xīn）刀具由編製好的程序控製（zhì），開合順暢，過程不需要（yào）操作人員（yuán）輔助。加工後的內端麵（miàn）平麵度可達0.1mm，表麵粗（cū）糙度值Ra < 6.3μ m，滿足圖（tú）紙要求。實施前後結構件加工質量對比。

新型折疊刀采（cǎi）用成型刀（dāo）片和最佳工藝參數（shù）。已批量應用的小孔大背折疊刀。新型刀具的應用（yòng），不僅提高了起重機轉台（tái）背部（bù）和（hé）吊臂鉸接點孔製造工藝的一致性，而且實現了小孔大背結構件的自動化（huà）加工，避免了複雜加工零件因安裝（zhuāng）和拆卸刀具造成的安全事故。

6結束語

針對大型結構件設計製造了一種非標準刀具（jù），並在起重機典（diǎn）型結構件上測試了其可行性和應用（yòng）效果（guǒ）。該刀（dāo）具可有（yǒu）效解決小孔大背結構件（jiàn）的自動化（huà）加工難題，同時解決白鋼刀具表麵質量差、形位公差無保證、刃（rèn）磨困難等問（wèn）題，提（tí）高產品質量和加工效率。