提高連桿鍛模數控加工效率之研究

趙明炯，趙 寒，潘 強，車榮章

（湖北工業職業技術學院機電工程系，湖北十堰 442000）

隨著新產品的不斷出現和模具復雜程度的不斷加大，數控加工以其強大的機械加工優勢成為了模具車間生產加工的主要手段，而數控設備又比較昂貴，企業一般不會大量采購。因此，如何提高數控加工的效率，充分發揮數控加工的優勢，是模具車間現在面臨的主要問題之一。本文以連桿鍛模為例，結合在數控加工一線工作的實踐經驗，就如何提高鍛模數控加工效率進行研究，并提出建議。

一、連桿鍛模數控加工現狀

1.鍛模飛邊槽設計不合理。鍛模飛邊槽具有容納模鍛多余金屬，增大鍛模水平阻力，迫使金屬充滿模膛，減輕上、下模剛性接觸，起緩沖等作用［1］。傳統模具飛邊排料槽結構為敞開式結構（如圖1），需要大量切削材料去除，加工周期長。

圖1 敞開式毛邊槽

2.加工標準不統一。編程人員沒有標準作業指導書。程序命名、模具基準點及工件加工擺放標準不統一，員工每加工一個工件要對照圖紙、工件、程序模擬反復確認，浪費時間，裝夾工件時間長，給現場生產員工增加了作業難度，影響加工效率。

3.D10R3刀具選用不合理。數控加工中開粗平底圓角銑刀（俗稱圓鼻刀）刀具橫向背吃刀量ap=（刀具直徑D－2R底圓角半徑）x 0.6～0.8安全系數。這就意味著當刀具剛性能滿足生產時，如果步距相同，選用直徑或底角半徑小一些刀具，能更好地完成圓角或溝槽加工，在當前加工中先使用D10R3圓鼻刀粗加工，然后再用D8R2圓鼻刀清角加工，通過現場加工發現D10R3刀具選用不合理。

二、解決的措施

1.改進飛邊槽設計

飛邊槽加工由過去敞開式改為半封閉式，使其更適合數控加工，通過圖2與圖3的比較，改善后的半封閉式飛邊槽加工方式，既滿足使用要求又減少了無效加工，提高了模具加工效率。

圖2 改善前敞開式飛邊槽加工方式

圖3 改善后半封式飛邊槽加工方式

2.制定統一標準

制定編程員編程作業指導書和現場數控加工作業指導書。實行4M+1E管理，使企業員工更好地自我管理、自主檢查與約束，從而達到提升產品質量，提高生產效率，降低制造成本之目的。同時采用連桿加工大頭全部朝右標準模具擺放方式，加工參數固化，減少員工對程序、圖紙核對時間，提高加工效率。

1E4M 對 策MAN（人）標準作業執行:編程技術員制定標準編程作業指導書現場操作工嚴格按照作業指導書執行，并記錄現場數控加工作業指導書MACHINE（機器）預防性的維護;每班日常保養，每周五半個班周保養故障性維護時數控機床代碼，使用通用性代碼MATERIAL（材料）堆焊模具工藝規范。做到不多焊，不缺焊新制模具工序間預留量嚴格控制在工藝范圍內METHOD（方法）對批量加工模具盡可能實現夾具定位，縮短找正、裝夾時間對能集中加工的類似模具盡量集中在同一工位加工編程工藝流程合理，不扎刀，不撞刀，最大化的減少跳刀、空刀ENVIRO NMENT（環境） 改善作業環境，工量輔具刀具等按標準擺放

3.刀具選用D8R2及優化程序

依據刀具橫向背吃刀量ap=（刀具直徑D－2R底圓角半徑）x 0.6～0.8安全系數。D10R3背吃刀量ap=（10－2*3）*0.6=2.4，D8R2背吃刀量ap=（8－2*2）*0.6=2.4，兩種不同直徑的刀具橫向背吃刀量是一樣的，在同樣的加工切削參數下，效率是一樣的，但D8R2在加工圓角或溝槽中更接近尺寸要求，有利于后續加工，縮短了模具加工時間。另外優化刀具軌跡，充分利用刀具直徑特點以精加工策略實現模具粗加工;合理的切入切出減少抬刀等方式簡化刀路行程，縮短加工周期，刀具軌跡如圖6。

圖4 改善前:基于d10r3刀具產生刀路

圖5 改善后:基于d8r2刀具產生刀路

圖6 D8R2刀具優化后的軌跡

4 結語

通過以上措施改進后，一副連桿鍛模加工比原來縮短了2小時（數據如表1），大大提高了模具的生產效率，節約了企業的加工成本，經過實踐，積累數據，在企業中得到廣泛應用和推廣。

表1

［1］胡龍舉.大型曲軸錘鍛模飛邊槽的設計［J］.鍛造與沖壓，2005（9）:51.