全向車削刀具提升車削效率
張世君
（青島豐光精密機械股份有限公司 郵編：266300）
摘要： 山特維克可樂滿切削刀具和刀柄系統專家推出了新的CoroTurn®Prime 多任務加工和軸向式刀柄系列， 以幫助車間實施新的PrimeTurning™ 方法，山特維克這系列刀具是革命性的產品，在提質增效是顯著的，因刀具涉及到複雜的程式編制及刀具補償問題，推廣較慢，作者在常年Mastercam應用過程中，運用軟體進行程式編制，應用到實踐中，創新了階梯軸及鑄造毛坯數控加工的工藝。與大家一切分享及探討。
關鍵字： CoroTurn®Prime；全向車削應用，Mastercam刀具資料庫；車加工刀具路徑編制；階梯軸工藝創新；全向刀具加工鑄造毛坯。刀具加工。
一、 刀具介紹
1. CP-B1208D-L4主要用來進行全方向的車削。正前角刀片，有4個刀尖角可以使用，頂角80°，適合粗加工、半精加工。
2. CP-A1104-L5，頂角35度，正前角刀片，6-8°前角，三個刀尖，適合外圓精加工及端面精加工。
3. ISO: CP-30AL-2525-11外圓刀杆。適合全向外圓端面精加工。
4. ISO: CP-25BL-12-12外圓刀杆。適合全向外圓及端面全向加工。
二、 加工階梯軸圖紙：見圖1：階梯軸圖紙。
圖1：階梯軸圖紙
1. 分析階梯軸圖紙及技術要求，材質：45 調質：28-32HRC,兩端軸徑公差（0；-0.012），精度IT5級，同軸度0.012，基準軸中心線。
2. 假如按照一般工藝是：兩端粗車，進行調質處理，正火處理，再雞心夾頭及頂針進行半精車，最後進行精磨，這裏未設計越程槽，因此考量以車代磨，進行車削。
3. 通過閱讀大量論文及階梯軸的加工文章，這裏設計了一套最新加工工藝，理論計算可以節約30%加工時間。對工藝進行梳理，制定驗證方案。包括工藝流程、工藝夾具、刀具方案、加工程式方案。
4. 工藝創新點主要是一夾一頂進行粗車及精車，以車代磨，高效加工。採取軟體編程，工藝創新是：在液壓生爪內車三段φ6的圓環支撐體弧。讓裝夾不限制頂針與主軸的軸線，杜絕因裝夾不正帶來的過支撐導致的跳動。尾座採取高速頂緊的
5. 主要驗證工藝及turning prime刀具加工效果。見圖2：階梯軸加工創新方案。見圖2：階梯軸加工工藝方案。
圖2：階梯軸加工工藝方案
一、 Mastercam2023程式編制流程
1. 導入數模、建立坐標系、提取輪廓線；設置卡爪及頂針；幾何體準備、毛坯、卡爪、頂針設置。
1) 設置全部精密重點尺寸為中差尺寸，公差設置控制在0.005-0.01範圍，全部夾角微倒角R0.25,這樣加工完畢全體無尖角,無毛刺，成為高端產品奠定基礎。
2. 分別設置左向、右向切削參數，設置左向、右向精車參數，（這裏按照常規粗精加工進行切削的策略）見圖3：刀具路徑工步步驟。
見圖3：刀具路徑工步步驟。
四、 調試技術須知
1. 技術準備，經過查詢產品公差在IT5-IT6級之間，屬於高精度產品，對於數控車的精度要求嚴格，產品軸徑φ40、φ50公差在（0；-0.012），機床重複定位精度需要在1/2-1/3之間，要求是（0.004-0.006之間），現場設備臺中精機V26數控車,使用年限為2年。
2. 為了提升加工精度，對機床進行精度進行檢測重複定位精度0.005。反向間隙0.02.為了更好的控制精度，需要對反向間隙進行系統補償，再進行測量。定位精度在0.005，反向間隙0.005，符合試切削條件。
3. 測試精度後，開始車修卡爪，使用Mastercam軟體進行程式編制，將φ8直徑圓環焊接到三爪液壓生爪，並使用φ4銑刀銑開口，將卡盤安裝後使用修爪器進行R4車修到R3。
4. 卡盤壓力調整在1.6Mpa ，（16Kg /夾緊力）。
試切削，調整刀補及大小頭，進行全尺寸檢測，偏擺儀檢測同軸，用三座標測量評價同軸度進行對比，滿足尺寸要求及同軸要求後，加工30件進行工藝驗證， 見圖4相關全向車削圖片。
圖4：精加工端面外圓一刀流無毛刺及無劃痕分析
五、 結論
1. 本階梯軸加工工藝適合細長軸加工工藝；創新點是雙向加工以車代磨。提質增效降本明顯。
2. 效率較原先常規工藝提升在25～55%，提效明顯。
3. 採取先進Prime Tuning刀具車削結合Mastercam軟體刀具方案及程式編制方案極大提升產品品質及效率，彌補本創新刀具Mastercam軟體編程的空白。
4. 加工策略及全向刀具的應用及加工實踐證明，全向刀具是綠色製造的推動者。鑄造毛坯完全採用Prime Tuning刀具進行全向加工，是事倍功半的提質增效降本的銳器。
參考文獻：
[1]張世君.8AT變速器定子軸工藝開發實務[J].汽車工藝師,2020(09):58-62.DOI:10.16173/j.cnki.ame.2020.09.018.
[2]張世君. 高端精鑄閥體冷加工表面粗糙度可達性研究[C]//機械工業資訊研究院金屬加工雜誌社.第三屆金屬加工工藝創新論壇論文集.[出版者不詳],2021:98-102.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.047706.
[3].加速汽車行業發展的車削新技術[J].汽車工藝師,2018(03):21-23.DOI:10.16173/j.cnki.ame.2018.03.006.
[4]山特維克可樂滿CoroTurn~? Prime開創全新高效加工[J].今日製造與升級,2018(01):61.