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[摘要]通过工艺试验加工确定多头旋流槽数控加工方法、刀具选择及加工参数，掌握多头旋流槽数控加工技术。
[关键词]工艺试验多头旋流槽数控加工
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0282-01
引言
旋流芯是发动机上的重要零件，在各个机种上都有广泛应用。传统的旋流芯结构旋流槽处为直的斜槽，而新结构的旋流芯中旋流槽处为多头螺纹形式，由于是第一次加工这种形式的旋流槽，工艺方法需要进行试验摸索，我们通过改变数控加工方法、调整数控加工参数和选择不同的刀具对零件进行了试加工，现已确定多头螺纹旋流槽的加工工艺方法。通过对其他型别零件的生产，使这种新工艺得到积极应用。
1 旋流芯的结构特点
新结构旋流芯零件是小型精密零件，零件体积小、材料硬度高（HRC≥50）、尺寸公差及技术条件要求高，并且旋流芯的尾部外圆部分要求加工出4头螺旋槽，槽宽为1.0±0.01，槽底到零件中心的尺寸要求为1.65±0.03，加工中很难保证，传统的加工方法已不能满足要求。如(图1)所示。
2 旋流芯的工艺方法分析
对于这种新型旋流槽的加工，我们安排了两种加工方法：
（1）采用数控车床、派制专用槽刀进行加工。
根据现有条件，选择数控车床型号为N084，该车床共有8个刀位，配有4个镗刀座，4个切刀座，可以进行零件的内外圆（如圆柱、圆锥、圆弧）及端面加工，还可以进行各种螺纹、槽，以及孔（如钻孔、铰孔、镗孔）的加工。
（2）采用车铣加工中心中铣削功能，利用Ф1铣刀进行加工。
选择QUEST TWINTURN65数控车铣加工中心进行槽的加工，该设备由美国HARDINGE公司生产，采用双主轴、双刀塔结构。主轴分别具有分度功能，且两刀塔均带有动力刀头，主轴分别安装气动卡具，可使装卡速度有较大提高。可在一台机床上实现车铣等全部工序加工，使机床的功效大幅提高。该机床数控系统采用FANUC-18I系统。机床参数具体如(表1）：
3 旋流芯的加工试验
3.1 数控车床的加工
利用数控车床和专用槽刀进行加工，经过对数控程序的反复修改调试，加工出来的零件多头螺旋槽位置虽然正确，螺旋槽却是上宽下窄，尺寸不满足设计图纸的要求，经过仔细分析得知，由于首次加工此结构零件缺少经验，设计的刀具不能满足零件的加工要求，螺旋槽的上半部分被刀具挤压变形。
3.2 车铣加工中心的加工
采用QUEST TWINTURN65数控车铣加工中心进行槽的加工，利用Ф1直径的铣刀进行扭转形式的铣加工。试验开始时使用Ф1铣刀进行加工，每当铣加工到螺旋槽的中间部位时，铣刀都要发生折断。
经过分析，发现问题产生的原因为铣刀刀杆太细，强度不够，加工时由于扭矩过大而使铣刀折断。针对此问题我们选用EC010E025-3C03 IC900加强铣刀，成功的解决了这一难题，经过反复试验，调整参数，终于使螺旋槽满足了设计图纸的要求，为类似零件的加工打下了基础，开创了多头螺旋槽加工的新方法。
（1）加工零件所需刀具：
刀具选用原则：选择国际通用标准刀具。
选择刀具厂家：以色列ISCARLTD.和美国Kennametal.
粗车刀片：WNMG 080408-TF IC3028.标准.以色列ISCARLTD.
粗车刀杆：MWLNR 2020K-08W.标准.以色列ISCARLTD.
精车刀片：VBGT160402LFKC5010.标准.美国Kennametal.
精车刀杆：SVJBR2020K16.标准.美国Kennametal
粗槽刀片：DGN 3102J IC20.标准.以色列ISCARLTD.
粗槽刀杆：DGTL 20B-3D40.标准.以色列ISCARLTD.
精槽刀片：PENTA 24N200J020 IC1008..标准.以色列ISCARLTD.
精槽刀杆：PCHR 16-24.标准.以色列ISCARLTD.
铣刀：EC010E025-3C03 IC900.标准.以色列ISCARLTD.
切断刀片：A2022L06CF02 KC5025.標准.美国Kennametal.
切断刀杆：A2BNSN26J02.标准.美国Kennametal.
（2）程序部分：具体程序部分见附录
程序的编写原则：应用宏程序和子程序。
虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用，但用户宏程序由于允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同加工操作的程序更方便更容易。可将相同加工操作编为通用程序，如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序，使用时加工程序可用一条简单指令调出，用户宏程序和调用子程序完全一样（图2）。
4 结论
通过工艺试验加工，我们可以得知，使用车铣加工中心加工多头旋流槽能很好的保证零件的精度要求、尺寸要求和技术条件，这样就实现了四头旋流槽的数控加工，摸索出了该类零件的数控加工方法和加工参数，为类似零件的加工打下了基础，开创了多头旋流槽加工的新方法，这种新工艺可以充分的应用到各机种的旋流芯多头旋流槽的生产中。
参考文献
[1]刘雄伟,张定华.数控加工理论与编程技术.北京:机械工业出版社,2000.
[2]俞涌,张定华.回转类零件表面特征多轴数控加工编程技术研究.西北工业大学学报,1997年2(15).
[3]周济,周艳红.数控加工技术.北京:国防工业出版社，2002.
[4]Unigraphics Solutions Inc著，黄毓荣编译.UG多轴铣制造过程培训教程。北京:清华大学出版社，2002.
[5]袁人炜.难加工材料高速铣削机理及工艺：（博士学位论文）.上海；上海交通大学，2001.
[6]王洪祥.通过切削参数的优选控制振动对超精密加工表面质量影响.中国机械工程，2000,11(4).
[关键词]工艺试验多头旋流槽数控加工
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0282-01
引言
旋流芯是发动机上的重要零件，在各个机种上都有广泛应用。传统的旋流芯结构旋流槽处为直的斜槽，而新结构的旋流芯中旋流槽处为多头螺纹形式，由于是第一次加工这种形式的旋流槽，工艺方法需要进行试验摸索，我们通过改变数控加工方法、调整数控加工参数和选择不同的刀具对零件进行了试加工，现已确定多头螺纹旋流槽的加工工艺方法。通过对其他型别零件的生产，使这种新工艺得到积极应用。
1 旋流芯的结构特点
新结构旋流芯零件是小型精密零件，零件体积小、材料硬度高（HRC≥50）、尺寸公差及技术条件要求高，并且旋流芯的尾部外圆部分要求加工出4头螺旋槽，槽宽为1.0±0.01，槽底到零件中心的尺寸要求为1.65±0.03，加工中很难保证，传统的加工方法已不能满足要求。如(图1)所示。
2 旋流芯的工艺方法分析
对于这种新型旋流槽的加工，我们安排了两种加工方法：
（1）采用数控车床、派制专用槽刀进行加工。
根据现有条件，选择数控车床型号为N084，该车床共有8个刀位，配有4个镗刀座，4个切刀座，可以进行零件的内外圆（如圆柱、圆锥、圆弧）及端面加工，还可以进行各种螺纹、槽，以及孔（如钻孔、铰孔、镗孔）的加工。
（2）采用车铣加工中心中铣削功能，利用Ф1铣刀进行加工。
选择QUEST TWINTURN65数控车铣加工中心进行槽的加工，该设备由美国HARDINGE公司生产，采用双主轴、双刀塔结构。主轴分别具有分度功能，且两刀塔均带有动力刀头，主轴分别安装气动卡具，可使装卡速度有较大提高。可在一台机床上实现车铣等全部工序加工，使机床的功效大幅提高。该机床数控系统采用FANUC-18I系统。机床参数具体如(表1）：
3 旋流芯的加工试验
3.1 数控车床的加工
利用数控车床和专用槽刀进行加工，经过对数控程序的反复修改调试，加工出来的零件多头螺旋槽位置虽然正确，螺旋槽却是上宽下窄，尺寸不满足设计图纸的要求，经过仔细分析得知，由于首次加工此结构零件缺少经验，设计的刀具不能满足零件的加工要求，螺旋槽的上半部分被刀具挤压变形。
3.2 车铣加工中心的加工
采用QUEST TWINTURN65数控车铣加工中心进行槽的加工，利用Ф1直径的铣刀进行扭转形式的铣加工。试验开始时使用Ф1铣刀进行加工，每当铣加工到螺旋槽的中间部位时，铣刀都要发生折断。
经过分析，发现问题产生的原因为铣刀刀杆太细，强度不够，加工时由于扭矩过大而使铣刀折断。针对此问题我们选用EC010E025-3C03 IC900加强铣刀，成功的解决了这一难题，经过反复试验，调整参数，终于使螺旋槽满足了设计图纸的要求，为类似零件的加工打下了基础，开创了多头螺旋槽加工的新方法。
（1）加工零件所需刀具：
刀具选用原则：选择国际通用标准刀具。
选择刀具厂家：以色列ISCARLTD.和美国Kennametal.
粗车刀片：WNMG 080408-TF IC3028.标准.以色列ISCARLTD.
粗车刀杆：MWLNR 2020K-08W.标准.以色列ISCARLTD.
精车刀片：VBGT160402LFKC5010.标准.美国Kennametal.
精车刀杆：SVJBR2020K16.标准.美国Kennametal
粗槽刀片：DGN 3102J IC20.标准.以色列ISCARLTD.
粗槽刀杆：DGTL 20B-3D40.标准.以色列ISCARLTD.
精槽刀片：PENTA 24N200J020 IC1008..标准.以色列ISCARLTD.
精槽刀杆：PCHR 16-24.标准.以色列ISCARLTD.
铣刀：EC010E025-3C03 IC900.标准.以色列ISCARLTD.
切断刀片：A2022L06CF02 KC5025.標准.美国Kennametal.
切断刀杆：A2BNSN26J02.标准.美国Kennametal.
（2）程序部分：具体程序部分见附录
程序的编写原则：应用宏程序和子程序。
虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用，但用户宏程序由于允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同加工操作的程序更方便更容易。可将相同加工操作编为通用程序，如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序，使用时加工程序可用一条简单指令调出，用户宏程序和调用子程序完全一样（图2）。
4 结论
通过工艺试验加工，我们可以得知，使用车铣加工中心加工多头旋流槽能很好的保证零件的精度要求、尺寸要求和技术条件，这样就实现了四头旋流槽的数控加工，摸索出了该类零件的数控加工方法和加工参数，为类似零件的加工打下了基础，开创了多头旋流槽加工的新方法，这种新工艺可以充分的应用到各机种的旋流芯多头旋流槽的生产中。
参考文献
[1]刘雄伟,张定华.数控加工理论与编程技术.北京:机械工业出版社,2000.
[2]俞涌,张定华.回转类零件表面特征多轴数控加工编程技术研究.西北工业大学学报,1997年2(15).
[3]周济,周艳红.数控加工技术.北京:国防工业出版社，2002.
[4]Unigraphics Solutions Inc著，黄毓荣编译.UG多轴铣制造过程培训教程。北京:清华大学出版社，2002.
[5]袁人炜.难加工材料高速铣削机理及工艺：（博士学位论文）.上海；上海交通大学，2001.
[6]王洪祥.通过切削参数的优选控制振动对超精密加工表面质量影响.中国机械工程，2000,11(4).