1 序言
在我廠某產(chǎn)品的加工過(guò)程中，右側(cè)板的加工難度大，精度要求高，板尺寸為2200mmx1650mm，板厚47mm，平行度要求0.04mm，導(dǎo)軌面的平行度要求0.015mm，板的最薄處只有14mm，加工過(guò)程中極易變形。板中間有一條深19mm、R60.75mm、長(zhǎng)1630mm的圓弧槽，若采用普通鏜削加工，無(wú)法加工淺長(zhǎng)圓弧槽；若采用球刀進(jìn)行分層加工，一是加工時(shí)間長(zhǎng)，二是我廠重型龍門(mén)銑床主軸轉(zhuǎn)速無(wú)法達(dá)到要求，加工過(guò)程中極易產(chǎn)生形變，因此，如何在高效加工的同時(shí)還能較好地控制形變已成為實(shí)際生產(chǎn)中急需解決的瓶頸問(wèn)題。
結(jié)合以往加工經(jīng)驗(yàn)，將萬(wàn)向角度頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定角度，利用小刀盤(pán)來(lái)銑削較長(zhǎng)的淺圓弧槽的方案[1]，可解決加工難題。
2 加工原理
將機(jī)床主軸（萬(wàn)向角度頭）傾斜一定角度，用小刀盤(pán)沿加工軸線運(yùn)動(dòng)軌跡中的一段橢圓弧來(lái)近似代替加工圓弧，用較小刀盤(pán)加工出大半徑圓弧面，可以先通過(guò)理論計(jì)算，確定主軸或萬(wàn)向角度頭的傾斜角度。再通過(guò)繪圖軟件確認(rèn)橢圓弧和實(shí)際圓弧的誤差，進(jìn)行最終加工[2]。
3 設(shè)計(jì)計(jì)算
要想用小刀盤(pán)加工出理想的圓弧面，必須先對(duì)角度銑頭傾斜角度進(jìn)行計(jì)算，選擇合適大小的銑刀盤(pán)，在電腦上進(jìn)行模擬誤差檢驗(yàn)[3]。
3.1 角度銑頭應(yīng)扳角度β
角度銑頭應(yīng)扳角度B的計(jì)算公式如下
式中，d是銑刀直徑(mm)；D是工件圓弧直徑（mm）；h是工件被加工的圓弧弦高（mm） 。
3.2 盤(pán)銑刀直徑d的最小與最大極限值的選用
應(yīng)滿足：所銑削圓弧開(kāi)口的弦長(zhǎng)L≤盤(pán)銑刀直徑d≤所銑削圓弧的直徑D。可以按式（2）計(jì)算出所加工圓弧弦長(zhǎng)L
實(shí)際選用的銑刀直徑d不得小于L，且越大越好，當(dāng)?shù)侗P(pán)直徑d越接近加工圓弧直徑D時(shí)，精度越高，角度銑頭所扳角度越大。
4 加工應(yīng)用
現(xiàn)將我廠用小直徑銑刀加工大直徑圓弧的銑削方法介紹如下。
4.1 加工參數(shù)的選擇及計(jì)算
按圖樣及工藝要求，圓弧槽長(zhǎng)1630mm，取加工圓弧槽半徑為60.75mm，直徑121.5mm，加工圓弧弦高為19.75mm，刀盤(pán)直徑90~121.5mm。刀盤(pán)選用盡量越大越好，剛好我廠有直徑115mm銑刀盤(pán)，取刀盤(pán)直徑d=115mm，加工圓弧直徑D=121.5mm，加工弦高h(yuǎn)=19.75mm代入式（1），計(jì)算得β=66.79°，所扳角度在萬(wàn)向角度頭合理加工范圍內(nèi)，滿足加工條件。
4.2 利用繪圖軟件檢驗(yàn)加工中圓弧段精度誤差
如圖1所示，通過(guò)CAD軟件將直徑115mm的圓傾斜66.79°后，投影為一個(gè)長(zhǎng)半軸長(zhǎng)115mm、短半軸長(zhǎng)105.69mm的橢圓，將加工圓弧直徑121.5mm的圓與橢圓下方的大圓弧相切，截取弦高h(yuǎn)=19.75mm，檢查加工圓弧與刀盤(pán)傾斜后的橢圓弧的誤差值。
圖1 CAD示意
由圖1可以看出，所加工圓弧與刀盤(pán)傾斜后所形成的橢圓弧高度吻合，相差處僅為0.028mm，完全滿足加工要求，此辦法可行。
4.3 加工實(shí)例
選用直徑115mm刀盤(pán)，將萬(wàn)向角度頭旋轉(zhuǎn)66.79°后，進(jìn)行圓弧面的銑削加工，效率將大大提升。采用此方法適用于加工D值較大、弦高h(yuǎn)較小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的淺圓弧槽，可大大簡(jiǎn)化加工步驟，提高加工效率，加工完成后效果如圖2所示。
圖2 加工完成后效果
5 結(jié)束語(yǔ)
此方法操作性強(qiáng)，加工效率高，在普通銑床上就可以實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)于較長(zhǎng)的淺圓弧面，對(duì)于不好加工、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的情況具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。為保證普通銑床加工圓弧槽的精度及質(zhì)量，在圓弧近似法原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)科學(xué)選擇圓弧面的加工刀具，并合理進(jìn)行角度銑頭偏轉(zhuǎn)角度的確定，通過(guò)模擬誤差檢驗(yàn)，保證小刀盤(pán)近似銑削圓弧槽的質(zhì)量及綜合效率。
