减振技术在汽车零部件制造中的应用

来源:用户上传      作者: 毕可国

　　【摘 要】大臂是我们事业部产品中非常主要的部件，通过持续的工艺优化改进，不断提升工件的加工效率，但铣端面和内孔成为了效率提升的瓶颈点，而常规的改进方式，如加粗刀杆、优化刀具的主偏角等所带来的效率提升不明显，严重制约着产品的产量提升。本文主要介绍了减振技术在铣削中的应用，通过多次加工试验，最终达到提高节拍的目的。
　　【关键词】减振；汽车零部件；效率提升
　　产品特点及加工难点分析
　　大臂材料为QT450-10，铸造毛坯，卧式加工中心，BT50接口，无中心出水。其中端面A/B/C，毛坯余量6.5～7.0mm，表面粗糙度要求Ra3.2；工装固定后，距刀具主轴接口的距离400mm，由于其产品特点和工装的装夹方式，铣刀直径≤100mm。悬深达到5倍径。往往悬径比>2.5时振动的趋势很明显。我们采取降低切深（2mm/刀）和进给（0.035mm/齿）的方法来减轻振动，并使用的超密齿刀具（D100，14齿），达到了粗糙度要求，但加工时间长达20分钟，实际加工过程中，因振动造成的刀片非正常磨损时有发生，大大增加了加工成本。
　　从理论上分析，铣削的特性使得在加工时易产生振动，例如始终间断切削、切进切出的条件变化、不稳定的工件装夹、长悬深刀具等。虽然我们可以采取多种措施来应对这些问题，但过长的刀具悬深引起的振动对生产效率的限制也越发突出，通常不得不选用较低的轴向切削深度和进给率，直接影响了刀具的寿命和金属去除率。
　　工艺改进措施分析与结果
　　我们与刀具厂商联系，山特维克可乐满推荐了减振刀柄。减振接柄的工作原理是通过悬浮在两个橡胶衬套上的重型调谐体使振动减到最低。调谐体被特殊的油性液体所包围。如果在加工过程中振动增加，则调谐系统将立即起作用，杆的动能被调谐系统吸收。
　　为了体现减振效果，我们采用了以下刀具来实验：5倍悬径比的刀柄（Coromant Capto 80的接口）、主偏角45°的D100刀盘，齿数7。维持转速S600不变，将粗铣进给改为F960（fz=0.23mm/齿），精铣进给改为F500（fz=0.12mm/齿），将加工时间缩短到10分钟，效率提高100%。后期使用超密齿刀具所带来的效率提升更加可观。
　　普通刀具与减振刀具的对比
　　普通刀具 减振刀具
　　刀具悬深（mm） 400 460
　　刀柄直径（mm） 80 80
　　刀盘直径（mm） 100 100
　　刀片数量（pcs） 14 7
　　转速（r/min） 600 600
　　进给（mm/min） 300（粗）/200（精） 960（粗）/500（精）
　　加工时间（min） 20 10
　　结束语
　　通过优化，在长悬深的情况下，减振刀具提高了加工效率，降低了加工的成本。
　　参考文献
　　[1]CHRISTER RICHT.《METELWORKING WORLD》.2011年第3版
　　[2]于辉主编.《数控加工工艺及刀具》.北京理工大学出版社，第1版
　　[3]陆剑中，孙家宁主编《金属切削原理与刀具》.机械工业出版社，第4版
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