钨钢铣刀(图)-90度中心钻 螺旋角-长治90度中心钻

细长轴多角位键槽加工夹具设计

在产品加工过程中，经常会遇到一些细长轴类零件，根据设计要求加工多个键槽，这些键槽尺寸、几何公差要求较严，1*90度中心钻，各键槽间、键槽与***基准孔间有着较严的角位要求，用普通的划线方法难以保证。同时细长轴类零件刚性差，装夹后零件易变形，装夹困难， 在分度头上无法装夹，由于分度头也存在一定的***及传动间隙，对于一些精度较高的零件，难以保证加工要求。通常此类零件加工需要在一些专用数控机床上加工，在批量不大的情况下，专门购买设备加工会使加工成本提高，经济效益降低。为此，通过设计应用专用夹具，可在普通铣床上实现此类零件的加工，降低制造成本，提高经济效益。

零件技术难点分析

以某柴油机凸轮轴为例，该零件总长为2 452mm，直径为125m5， 长径比达到19.6，属细长轴类零件。零件要求在外圆上加工6个键槽，键槽宽度尺寸为32p9，键槽间存在一定夹角，各键槽间角度偏差要求不大于±15′，并与装配基准孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′，相对于凸轮轴外圆的对称度不大于0.03mm。其结构简图如图1所示。

图1　某柴油机凸轮轴结构简图

由以上结构分析可知该零件键槽加工过程中存在以下技术难点：①键槽间的角度偏差±15′及与装配基准孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′要求较高，利用一般的对线、分度头等加工方法难以保证。②键槽相对于凸轮轴外圆的对称度不大于0.03mm，由于零件属细长轴，刚性装夹过程存在装夹变形，难以保证。

通过进行结构分析和加工工艺方案研究，结合加工设备的具体结构，设计了角位分度夹具、零件***夹具和对刀块等夹具，保证了零件的技术要求。

夹具设计

角位分度夹具。为了保证零件键槽间及与装配基准孔φ 10H7的角度偏差，设计的角位分度夹具，结构如图2所示。该工装通过菱形***销，以零件的一端***凸台及装配基准孔φ 10H7为基准***，根据零件的角度，设计了铣键槽的六方分度盘，分度盘各六方面间角度为60°±2′，在加工零件键槽过程中，通过螺栓、垫圈和螺母将零件与六方分度盘紧固在一起，机床主轴始终保持水平不动，通过旋转找正六方分度盘上的六个平面在水平方向跳度不大于0.03mm，保证零件的旋转***，从而保证各键槽间的角度公差要求。

图2　角位分度夹具

1.六方分度盘 2.螺栓 3.垫圈 4.螺母 5.菱形***销

***夹具（见图3）。由于该零件为细长轴，刚性较差，零件由于自重易发生自然弯曲，影响键槽加工精度。为此设计了V形块来解决该问题。在零件加工过程中根据零件长度选择合理的V形块的数量，加工时通过找正样棒，先将V形块中心找正在一条直线上，使各V形块中心偏差不大于0.015mm，找正后压紧V形块。然后再将零件装夹到V形块上，通过压板压紧零件，实现零件的装夹。

图3　***夹具

1.压板 2.样棒 3.V形块

铣键槽对刀块（见图4）。在零件加工过程中，为了提高加工效率，降低加工难度，设计了铣键槽对刀块，保证键槽的对称度要求。加工过程中将两个铰接在一起的V形块装夹在零件外圆上，找平对刀面后，将键槽铣刀装入主轴，通过塞尺校验，保证键槽铣刀中心与对刀槽中心重合偏差不大于0.01mm，从而保证加工出的键槽对称度偏差满足设计要求。

图4　铣键槽对刀块

加工方法

在加工过程中，首先找正***夹具的各V形块中心，偏差不大于0.015mm。压紧V形块后，装夹零件，检查零件侧母线，确保零件未发生弯曲变形。利用铣键槽对刀块调整机床主轴使之与φ 125m5外圆轴线同心。然后将分度夹具装夹在零件法兰盘端，并用零件的φ 65h6及φ 10H7销孔***， 找平六方分度盘上的平面，要求100mm内跳动差不大于0.05mm，压紧零件后铣键槽（见图1，6个键槽自左至右依次排序①～⑥）①、②，松开零件，工件旋转60°，找平六方分度盘，压紧零件，对正机床主轴与零件主轴后，铣键槽④，随后按以上步骤依次加工键槽③⑤⑥。按以上加工步骤加工完零件后，经过检验零件完全满足设计要求。

结语

通过设计、应用专用的工装夹具，可在普通键槽铣床上实现大型细长轴零件多角位键槽的***精密加工，在保证零件加工精度的前提下，节约生产成本，提高加工效率。应用前景较好，可***推广。

虽然每种类型的刀具夹头都对某种特定的切削加工独具优势，但一些加工车间需求的却是能在大部分时间里适用于多种不同加工的刀具夹头。此外，关于立铣加工而言，高质量的旁边面锁紧（sidelock）夹头或ER绷簧夹头或许是蕞佳挑选。虽然市场上也有各种高功能刀具夹头，但它们并非总是必不可少，或许因为价格昂贵而令人却步。

立铣加工时，刀具首要受到侧向推力的效果。因而，这意味着夹头夹持刀具的界面（不管其为何种类型）将成为东西体系的薄弱环节之一。

旁边面锁紧式立铣刀夹头选用紧固螺钉来确保刀具安全。当拧紧螺钉时，它会与刀具柄部的Weldon平面触摸。因为紧固螺钉拧紧时会把刀具面向一边，因而旁边面锁紧夹头的同心度并不理想，然后增大了东西体系的径跳差错和不平衡量。不过，因为紧固螺钉能起到物理止动效果，这种夹头的确能供给强壮的夹持力，可防止立铣刀在重载粗铣加工时发作移位和被拉脱。

同心度更好的绷簧夹头

ER绷簧夹头由夹头体、刺进夹头体内的弹性夹筒和一个套在夹筒上可收紧螺纹的螺母组成。当拧紧螺母时，环抱圆形刀柄的弹性夹筒可对刀柄施加强壮的夹紧力。

绷簧夹头可完成对刀具的高同心度夹持，因而与旁边面锁紧夹头比较，能取得更长的刀具寿数和更高的进给速度，并能改进工件的表面光亮度。因为绷簧夹头的同心度好，因而刀具的所有切削刃都能均匀一致地参与切削。而旁边面锁紧夹头在夹紧时会将刀具推离中心方位，因而铣刀某一边的切削刃将会承担更多切削负荷，一旦该切削刃磨损，整个刀具就会提早失效。

因为没有物理止动***，绷簧夹头的夹持力要小于旁边面锁紧夹头。绷簧夹头环抱刀柄，并利用摩擦力来夹持刀具。铣削加工时，因为夹筒的方位要比夹头稍微高出一点，因而侧向切削负荷所发作的压力首要效果于夹筒和螺母，而不是夹头体上，因而简单形成夹筒挠曲变形。

因为具有良好的同心度和平衡性，绷簧夹头可在主轴转速高达30，000r/min的加工中运用。而旁边面锁紧夹头因为在高速旋转时径跳差错和不平衡量增大，因而很难供给更长的刀具寿数，并且存在切削刃破损的***。

图1 Big Kaiser的绷簧夹头和铣夹头选用无槽口螺母，表面滑润光亮，与旁边面锁紧夹头比较，合适更高的加工速度

运用同心度好的夹头（如绷簧夹头）与旁边面锁紧夹头比较，其径跳差错更小，然后能明显进步刀具的切削功能和运用寿数（关于直径12.7mm以下的小直径立铣刀特别如此）。用小直径立铣刀加工时，立铣刀夹头孔内只要有几微米的跳动，就或许导致刀尖处发作很大的径跳差错。

典型的径跳差错有多大呢？高及绷簧夹头在4倍直径处的径跳差错约为0.0025mm。中档绷簧夹头的径跳差错则或许达到0.0076-0.0127mm。在理想状况下，旁边面锁紧夹头的跳动差错约为0.0127mm，但该差错值大于0.025mm的状况更为常见。

刀具拉脱问题

用于重载粗铣加工时，假如立铣刀夹头刚性较差，则有或许形成刀具移位，甚至从夹头中被拉出。旁边面锁紧夹头的优势在于：在重载粗铣加工时，紧固螺钉能够防止刀具从夹头孔中被拉出，这种状况有或许会发作，特别在加工高温合金和钛合金时。

图2 用于CAT和Coromant

Capto（左）接口的旁边面锁紧夹头利用紧固螺丝来防止立铣刀在重载粗铣时发作滑移和拉脱

假如所选用的立铣刀的切削刃有大于50°螺旋角，则刀具螺旋切入工件时会发作一个负的轴向力，该效果力趋向于将刀具从夹头中拉出。刀具的螺旋角越大，发作的负轴向力就越大，刀具被拉脱的或许性也越大。

在加工高温合金和钛合金时，发作的负轴向力特别大，这首要是因为此类资料的强度和韧性及佳，部分也是因为其具有高回弹性。许多航空制造业的加工车间都将某种类型的旁边面锁紧夹头作为其所有粗铣加工的规范化解决方案，因为他们都从前遇到过刀具被拉脱的状况。在选用大螺旋角立铣刀加工铝合金时，因为铝的粘性很大，也有或许导致刀具被拉脱。

在大切削力的效果下，绷簧夹头更简单发作刀具移位或被拉脱的状况。绷簧夹头具有不错的夹紧力，但单靠这种夹紧力，只能防止刀具切削时在夹筒孔中翻滚，而并不总是足以防止刀具被拉脱。

当刀具开始被拉出，而绷簧夹头无法阻挠其滑移时，刀具或许会被拉长。假如你正尝试加工重要的零件特征，或需求经确操控加工深度，但现在刀具长度变得比它应有的更长，你就会误切掉不该切除的工件资料。

另一种解决方案

加工车间一直在寻找比旁边面锁紧夹头功能更优良的立铣刀夹头，但因为旁边面锁紧夹头能够防止刀具拉脱的潜在***，因而人们不得不继续运用它，特别是在重载粗铣加工中。

Haimer公司面临航空制造业用户提出的挑战，他们需求进行重载粗铣加工，但又不愿意运用旁边面锁紧夹头，因为它会影响刀具寿数和平衡功能，并且加工表面光亮度也不够好。

Haimer公司开发了Safe-Lock安全夹持技能，并将其应用于Power Collet

Chuck绷簧夹头中。他们与一些刀具制造商合作，推出了带有螺旋形凹槽（称为“Haimer凹槽”）的立铣刀。目的是终究用Safe-Lock凹槽取代Weldon平面，作为规范的刀具止动***。

如图3所示，用户将带有螺旋形凹槽的Safe-Lock铣刀刺进夹头中，并与夹筒后部的安全销可靠衔接，即可防止刀具翻滚或从夹头中被拉出。此外，该规划可使夹筒坐落夹头更深处，然后可防止夹筒在侧向载荷效果下挠曲变形这一ER绷簧夹头的老大难问题。

图3 Safe-Lock体系示意图

绷簧夹头的正确运用

接受采访的每个业内人士都同意，绷簧夹头的一个常见问题是刀具夹持过紧。夹持过紧会使夹筒变形，并下降夹持强度和精度。

当拧紧螺母时，它向下移动并与夹筒表面触摸，然后发作摩擦力。假如螺母拧得太紧，摩擦力就会迫使夹筒顶部发作歪曲。这样非但不能增大夹持力，反而会减小夹持力，因为夹持过紧会使遍地的触摸路径发作差异，并引起更大的径跳差错。

绷簧夹头的正确夹紧方式是遵循夹头供货商引荐的扭矩值，而不同夹头的引荐扭矩值各不相同。

通过运用扭矩扳手，能够防止大部分夹持过紧的状况。当操作者拧紧夹筒上的螺母时，为了确保刀具被真实夹紧，他们往往会用一般扳手来拧紧螺母，并用锤子敲击扳手，或许用一根长的加力杆套在扳手上，尽或许把螺母拧得越紧越好，这样终究或许会损坏夹头螺纹。虽然夹头供货商一般主张用户运用扭矩扳手，但有些加工车间将其视为一种会添加本钱的备用东西，因而不愿花钱购买。

另一个常见问题是没有对绷簧夹头进行清洁。为了坚持绷簧夹头的精度，长治90度中心钻，在安装夹头之前，有必要对夹头体、夹筒和螺母进行完全清洗。夹筒孔周围假如有任何灰尘或尘垢，都会影响径跳精度和夹持力。

此外，根据夹头规划原理，夹筒会逐步磨损，磨损到必定程度就有必要替换，因而需求不断盯梢夹筒的磨损状况。假如刀具寿数突然下降或径跳差错增大，就表明夹筒需求替换。我们主张，平常应仔细检查和清洁夹筒，并定时进行替换。

图4 Rego-Fix在瑞士工厂出产的ER绷簧夹头具有良好的同心度和一致性

重视技能培训

出现上述问题的部分原因是操作者对怎么运用绷簧夹头缺少恰当培训，包含了解堵头螺钉的效果。大多数绷簧夹头的夹筒后边都有一个堵头螺钉，有些人对它的运用并不正确，用它来设定刀具长度。他们把刀具刺进夹筒中，将螺钉向上拧，用螺钉端部顶住刀具，一起拧紧螺母。当夹筒向下拉时，因为刀具被螺钉端部顶住，因而无法随夹筒一起移动，然后使所有拧紧力转化为摩擦力，90度中心钻 螺旋角，终究减小了对刀具的夹紧力。

CNC加工中心程序代码大全

1. 数控程序中字母的含义

O：程序号，设定程序号

N：程序段号，设定程序顺序号

G：预备功用

X/Y/Z ：尺度字符，轴移动指令

A/B/C/U/V/W：附加轴移动指令

R：圆弧半径

I/J/K：圆弧中心坐标（矢量）

F：进给，设定进给量

S：主轴转速，设定主轴转速

T：刀具功用，设定刀具号

M：辅助功用，开/关控制功用

H/D：刀具偏置号，设定刀具偏置号

P/X：岩石，设定岩石时刻

P：程序号指令，4MM中心钻，设定子程序号（如子程序调用：M⑨8P1000）

L：重复，设定子程序或固定循环重复次数（如：M⑨8 P1000 L2，省掉L代表L1）

P/W/R/Q：参数，固定循环运用的参数(如：攻牙G98/(G99)G84 X_ Y_ R_ Z_ P_ F_)

2. 常用G代码解释

G00：***或快速移动

G01：直线插补

G02：圆弧插补/螺旋线插补CW

G03：圆弧插补/螺旋线插补CCW

G04：逗留时刻或岩时时刻

如：G04 X1000(或G04 X1.0)

G04 P1000表明逗留1秒钟

G09：准确中止或准确中止查看（查看是否在方针规模内）

G10：可编程数据输入

G17：挑选XPYP 平面 XP：X 轴或其平行轴

G18：挑选ZPXP 平面 YP：Y 轴或其平行轴

G19：挑选YPZP 平面 ZP：Z 轴或其平行轴

G20：英寸输入

G21：毫米输入

G28：回来参考点检测

格局：G91/(G90) G28 X__ Y__ Z__

经过中心点X__ Y__ Z__回来参考点(觉对值/增量值指令)

G29：从参考点回来

G91/(G90) G29 X__ Y__ Z__

从起始点经过参考点回来到方针点X__ Y__ Z__的指令(觉对值/增量值指令)

G30 回来第2，3，4 参考点

G91/(G90) G30 P2 X__ Y__ Z__；回来第2 参考点（P2 能够省掉。）

G91/(G90) G30 P3 X__ Y__ Z__；回来第3 参考点

G91/(G90) G30 P4 X__ Y__ Z__；回来第4 参考点

X__ Y__ Z__：经过中心点方位(觉对值/增量值指令)

G40：刀具半径补偿撤销

G41：左面刀具半径补偿（沿进给方向刀具在左面）

G42：右侧刀具半径补偿（沿进给方向刀具在右边）

G43：刀具长度补偿 方向

G44：刀具长度补偿-方向

G49：撤销刀具长度补偿

G50：撤销份额缩放

G51：份额缩放，格局：

ON G51 X_ Y_ Z_ P_;

OFF G50

X_ Y_ Z_:设定缩放中心方位

P：缩放份额，规模是1-999999，不能是小数，假如P800代表缩放份额是0.8

G52：设定部分坐标系

G53：挑选机床坐标系

G54-G59：挑选工件坐标系1-6

G60：单方向***，消除传动空隙(代替G00)，过方针方位后然后回头至方针方位

G61：准停查看方法，切削进给接近方针方位时减速并查看方位公役规模

G62：自动拐角倍率

G63：攻牙方法

G64：正常切削方法，切削进给接近方针方位时不减速，以及切削段与段之间不减速

G65：宏程序调用

G66：宏程序模态调用

G67：宏程序模态调用撤销

G68：坐标旋转，格局：

G17：G68 X_ Y_ R_

G18：G68 X_ Z_ R_

G19：G68 Y_ Z_ R_

G69 坐标旋转撤销

G73：多级钻削循环

G74：攻左旋螺纹循环

G76：精镗循环（定向偏疼退刀）

G80：撤销固定循环

G81：单级钻削循环

G82：单级钻削循环（实现孔底逗留或岩时）

G83：多级钻削循环

G84：攻右旋螺纹

G85：镗削循环

G86：镗削循环

G87：反镗循环

G88：镗削循环

G89：镗削循环

G90：觉对指令

G91：相对指令

G92：设定工件坐标系

G98：固定循环后退时退回起点

G99：固定循环后退时退回点（R点在固定循环中设定）

3. 常用M代码解释

M00：程序无条件中止

M01 ：程序条件中止

M02 ：程序完毕

M03 ：主轴正转

M04 ：主轴反转

M05 ：主轴中止

M08 ：开外冷

M0⑨ ：关所有冷却

M26 ：开内冷

M30 ：程序完毕并回来到程序***初

M84 ：查看托盘1

M⑨5：查看托盘2

M⑨8 ：调用子程序

M⑨⑨ ：回来主程序

M135：刚性攻牙

M417：机床托盘1查看

M418：机床托盘2查看

M41⑨：机床托盘查看完毕

M433：刀具断刀检测

M462：托盘号传送

4. 常用算术

加法：#i=#j #k

减法：#i=#j-#k

乘法：#i=#j*#k

除法：#i=#j/#k

正弦：#i=SIN[#j]

反正弦：#i=ASIN[#j]

余弦：#i=COS[#j]

反余弦：#i=ACOS[#j]

正切：#i=TAN[#j]

反正切：#i=ATAN[#j]

平方根：#i＝SQRT[#j]

觉对值：#i＝ABS[#j]

舍入：#i＝ROUND[#j]

上取整：#i＝FIX[#j]

下取整：#i＝FUP[#j]

自然对数：#i＝LN[#j]

指数函数：#i＝EXP[#j]

或：#i＝#jOR#k

异或：#i＝#jXOR#k

与：#i＝#AND#k

从BCD转为BIN：#i＝BIN[#j]

从BIN转为BCD：#i＝BCD[#j]

5. 逻辑运算符

EQ：等于

NE：不等于

GT：大于

GE：大于等于

LE :小于等于

LT：小于