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     摘要: 介紹了在無大型高精度數(shù)控磨床條件下，用加工中心磨制高精度卷邊模內(nèi)卷邊槽的工藝過程，其中包括磨頭和砂輪的制備，以及工藝參數(shù)的選擇。

     蘇州斯萊克精密設(shè)備股份有限公司是全球四家具有高速易拉蓋組合生產(chǎn)設(shè)備成熟生產(chǎn)技術(shù)企業(yè)之一，主營產(chǎn)品為客戶提供易拉蓋高速生產(chǎn)線的整套設(shè)備。易拉蓋卷邊模是其中重要的組成部分。該模具中的內(nèi)、外卷邊器材料為38CrMoAl，其中的卷邊槽加工要求極高，以前公司都向國外廠商定做卷邊器，價格高。公司在國內(nèi)也尋找過多家外協(xié)企業(yè)加工，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。公司自行加工，缺少磨削直徑達800 mm 高精度數(shù)控磨床，投資上千萬元國外采購，經(jīng)濟效益不高。如何用公司現(xiàn)有高精度加工中心加工內(nèi)、外卷邊槽，成為公司一個公關(guān)項目。筆者與企業(yè)技術(shù)人員一起，經(jīng)過努力，成功攻克。下面以內(nèi)卷邊槽加工為例，介紹其加工工藝方法。

      1 、內(nèi)卷邊槽加工難點分析

     內(nèi)卷邊環(huán)零件圖如圖1 所示。

     
   
  
     每分鐘內(nèi)卷邊槽要完成750 個易拉蓋卷邊，其加工質(zhì)量直接影響到易拉蓋卷邊質(zhì)量和卷邊速度。內(nèi)卷邊槽兩個角度要求為10°0' ± 0. 5'、20°0' ± 0. 5'; 槽底圓角
要求為Ｒ 1. 02 + 0. 020 mm 槽中心線到A 基準面尺寸要求為12. 4 ±0. 015 mm，對A 基準平行度為0. 01 mm; 槽深為2. 94 + 0. 020 mm; 粗糙度達Ｒa0. 2 μm。該異形槽整體加工要求高，適合用高精度數(shù)控磨床進行精加工，而用加工中心進行加工，工藝要求高，加工難度大。

    
     公司現(xiàn)有一臺YASDA YBM9150V 高精度加工中心，加工范圍為1 500 mm × 900 mm，設(shè)備加工精度5μm，經(jīng)過反復(fù)實踐，摸索出一套較為可靠的加工工藝方法。

     2 、加工工藝方法

     2. 1 粗銑卷邊槽

    ( 1) 將工件用墊鐵墊起，沉頭面向下，平放在工作臺上，上平面圓心作為加工坐標系原點。
 
    ( 2) 粗銑Φ374. 82 mm 和Φ369. 6 mm 外圓。選取Φ10 mm 銑刀，用UG4. 0 加工模塊中的PLANAＲ_MILL 加工。單邊留0. 05 mm 余量，層切量0. 5 mm，轉(zhuǎn)速2 500 r /min，進給1 500 mm/min。
 
    ( 3) 開槽。選取T 型Φ12 mm 銑刀( 刃長1. 8 mm，厚2 mm) ，用UG4. 0 加工模塊中的PLANAＲ_MILL 加工。取Ｒ184. 8 為邊緣線，Z = － 13. 47 mm，向內(nèi)扣1. 8mm，向內(nèi)分層量0. 06 mm，轉(zhuǎn)速2 300 r /min，進給1 500 mm/min。
 
     ( 4) 銑下半部分卷邊槽。選取T 型Φ12 銑刀( 刃長1. 8 mm，厚2 mm) ，用UG4. 0 加工模塊中的ZLEVEL_PＲOFILE 加工。Z = － 12. 4 mm，單邊余量0. 02 mm，層切量0. 06 mm，轉(zhuǎn)速2 300 r /min，進給1 500 mm/pm。

     2. 2 制備Φ65. 4Ｒ0. 7 的磨頭
 
     ( 1) 專業(yè)廠定制CBN 砂輪片。由于內(nèi)卷邊模材料為38CrMoAL，從專業(yè)廠定制陶瓷結(jié)合劑400#CBN 砂輪片。其具有磨削力強，高速加工不燒傷工件，可修正和耐用等優(yōu)點，是目前最理想的高速、高效和高精度的磨削工具。砂輪片結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

  ( 2) 準備Φ65. 4Ｒ0. 7 的磨頭。選用MOOＲE G42坐標磨床，加工范圍為1 000 mm × 500 mm，加工精度3 μm。對定制CBN 砂輪片進行修磨，達到外徑Φ65. 4mm，厚1. 4 ± 0. 005 mm( Ｒ = 0. 7 mm) ，如圖3 所示。

   理論上磨頭Ｒ 越小，刀具幾何形狀與切削運動引起殘留面積越小，加工尺寸精度和表面質(zhì)量越好。另一方面，Ｒ 越小，磨頭剛性下降，又會降低加工質(zhì)量。在試磨過程中，分別磨制Ｒ = 0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9、1. 0 mm 的磨頭，檢測比對卷邊槽尺寸誤差和粗糙度后，證實了上述的理論分析，發(fā)現(xiàn)磨頭圓角半徑選Ｒ =0. 7 mm 時，加工質(zhì)量最好。

     2. 3 粗磨卷邊槽

     ( 1) 磨槽。選取Φ65. 4Ｒ0. 7 磨頭，用UG4. 0 加工模塊中的PLANAＲ_MILL 加工。取Ｒ184. 8 mm 為邊緣線，向內(nèi)扣2. 90 mm，加工深度Z-13. 1，向內(nèi)分層0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000 mm/min。
 
     ( 2) 粗磨削下半部分卷邊槽。選取Φ65. 4Ｒ0. 7磨頭，使用UG4. 0 加工模塊中的ZLEVEL_PＲOFILE加工，單邊留0. 03 mm，層切量0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000 mm/min。

   
     ( 3) 磨削上半部分溝槽。選取Φ65. 4Ｒ0. 7 磨頭，使用UG4. 0 加工模塊中的ZLEVEL_PＲOFILE 加工。將工件下半部分以下端面鏡像，刀路生成后再以同一平面鏡像刀路，并向下平移1. 4 mm，修改程序內(nèi)補正命令為G42。單邊留0. 03 mm，層切量0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000 mm/min。

      2. 4 精銑Φ374. 82 mm 和Φ369. 6 mm 外圓至尺寸選取Φ10 mm 銑刀，用UG4. 0 加工模塊中的PLANAＲ_MILL 加工，層切量0. 5 mm，轉(zhuǎn)速2 500 r /min，進給1 500mm/min。

     2. 5 精磨卷邊槽

     ( 1) 磨槽底至2. 94 + 0. 020 mm。選擇Φ65. 4Ｒ0. 7 磨頭，用UG4. 0 加工模塊中的PLANAＲ_MILL 加工。取Ｒ184. 8 mm 為邊緣線，向內(nèi)扣2. 94 mm，加工深度Z-13. 1，向內(nèi)分層0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000mm/min。
 
     ( 2 ) 精磨下半部分卷邊槽至尺寸。選取Φ65. 4Ｒ0. 7 磨頭，使用UG4. 0 加工模塊中的ZLEVEL_PＲOFILE 加工。層切量0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000 mm/min，零位加工，程序內(nèi)加補正命令G41，用于調(diào)節(jié)加工尺寸。
 
     ( 3 ) 精磨上半部分卷邊槽至尺寸。選取Φ65. 4Ｒ0. 7 磨頭，將工件下半部分以端面鏡像，使用UG4. 0 加工模塊中的ZLEVEL_PＲOFILE 加工。刀路生成后再以同一平面鏡像刀路，并向下平移1. 4 mm，修改程序內(nèi)補正命令為G42。層切量0. 02 mm，轉(zhuǎn)速9 500 r /min，進給3 000 mm/min。

     2. 6 測量卷邊槽尺寸

     加工完成后，工件勿拆卸。用錫鈹合金融化注入部分凹槽內(nèi)，待冷卻后，把錫鈹合金取出剖開，研磨截面，利用影像測量儀測異形槽尺寸。如有偏差，修改程序內(nèi)補正命令參數(shù)，執(zhí)行“2. 5( 2) ”或“2. 5( 3) ”，直到全部尺寸符合要求。

     2. 7 拋光卷邊槽

    把內(nèi)卷邊器裝夾在車床上，用氣動磨筆裝夾羊毛拋光頭，卷邊槽拋光處涂W2. 5 鉆石研磨膏，進行精拋。

    3 、結(jié)語

    經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實踐及卷邊器實際使用情況，證明采用上述加工工藝生產(chǎn)的卷邊槽，質(zhì)量穩(wěn)定，用戶反映良好，達到了預(yù)期目標，為企業(yè)贏得了明顯的經(jīng)濟效益。

    通過這次加工工藝方法的創(chuàng)新，為同類產(chǎn)品提供了新的加工工藝路徑，克服了因缺少大型高精度數(shù)控磨床帶來的加工瓶頸，充分發(fā)揮了加工中心的作用，取得了良好的經(jīng)濟效益，具有一定實用性和推廣價值。