翼板減薄刀具方案
2020-4-9 來源：山東核電設備制造 煙臺市核電設備研究 作者：劉晶 王元兵
摘要：文章總結了翼板的減薄工藝改進方法，折彎件的邊板或型鋼的翼板較薄，為了后續工藝的可操作性，需要進行減薄加工，且要求加工后的表面質量較好。因翼板的厚度較薄，若采用一般的銑刀盤進行銑削，因余量大會導致加工時顫動嚴重，且產生高頻率噪聲。為改善此情況，需改變刀具方案，通過鋸片銑刀切割的方式進行加工，經驗證，極大地降低了噪聲，能夠保證表面質量，且提高了加工效率。此種方法同樣適用于型鋼類的翼板減薄加工。
關鍵詞：翼板；薄板；減薄；刀具；鋸片銑刀
產品中有一批折彎件，制造過程中由 6.4mm 厚 4013mm長的碳鋼板折彎而成，如圖 1 所示。為了保證折彎精度及后續工藝可操作性，折彎時，板的兩側邊留有較大的余量，折彎成形后進行機加工，切除多余余量，將直邊段由 60mm 削減至22.2mm。
切除余量，即對翼板進行減薄加工，通常的加工方式有刨削、銑削等，使用的刀具形式包括銑刀盤等。
在前期的加工過程中，采取銑削的方式，使用銑刀盤進行銑削減薄。銑削時，因余量大，達 38mm，需要銑削多次。因工件長達 4 米，翼板厚度僅為 6.4mm，裝夾時只能對底板及局部的翼板進行夾緊，吃刀量稍微一大，便會產生嚴重的顫動現象，且產生高頻率噪聲。如此，造成刀片磨損加快，刀具損耗嚴重。同時，對操作工的職業健康造成危害。
為改善此情況，降低噪聲，減輕顫動，對減薄工藝進行改進。減薄鋼板，除采用圓盤銑刀銑削方式解決外，還可以通過鋸片銑刀切割的方式進行減薄，刀具結構詳見圖 2。鋸片銑刀，因齒數較多，切割時每個齒的吃刀量不需很大，從而可以減輕顫動。另外，經過試驗研究，可以通過減少工件的支承環節，使工件及夾具系統獲得更大的剛度，進而降低切削時的振動和噪聲[1]。同時，可以使用鋸片銑刀在所需高度直接進行加工，不需多次銑削，從而提高了加工效率。按此工藝路線，對工件加工的實際情況進行了試驗驗證，在刀柄上安裝一個鋸片銑刀，工件上表面局部壓緊。使用此刀具，可以一次將工件大余量的鋼板折邊去除，避免了多次加工。加工現場見圖 3，加工后的表面情況見圖 4。
圖 1 折彎件側視圖
在整個加工過程中，未出現強烈的振動，加工噪聲在正常范圍內，未出現金屬嚴重磨削的刺耳或者較大的響聲，加工后的表面質量較銑削加工幾無區別。
圖 2 鋸片銑刀結構
圖 3 試用刀具加工現場
圖 4 加工表面情況（左側為銑削加工，右側為試用新刀具后一次加工表面）
對使用銑刀盤、鋸片銑刀的加工結果進行對比，詳見表 1。
表 1 銑削與新刀具鋸切對比表
通過對比，使用鋸片銑刀，一次切割的加工效率高，且振動、噪聲較小，另外，刀具消耗成本低，完全可以取替之前的銑刀盤銑削工藝。確定使用鋸片銑刀后，為明確最合理的切削參數，通過切削兩翼板的余量（每邊的切割長度均為 1800mm），切削參數及效率對比如表 2 所示。
表 2 兩次切削參數對比
通過試驗，摸索切削參數，確定后續類似工件的減薄加工，控制主軸轉速為 226mm/min，進給速度在 15cm/min左右，以保證良好的切削效果，并降低刀具消耗。
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