李西望+梁艳辉+张超

摘 要：通过对淄博柴油机总公司在加工齿轮箱体、齿轮箱盖特殊孔时的工艺分析，明确了选用先进刀具在提高加工效率、产品质量和节约加工成本等方面与国产刀具相比所体现出的优越性，它的使用可以大大降低加工成本。

关键词：工艺分析；加工效率；切削参数；数据分析

中图分类号：TH162+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0009-02

随着技术的进步，刀具朝着复合型、高速、高效率和耐磨性方向发展，赢得了生产厂家的青睐，一些先进刀具得到了广泛的应用。在加工过程中，提高转速、增加进给量，不仅大大提高了加工效率，还增加了刀具的耐磨性，延长了刀具的使用寿命，降低了加工成本。复合型刀具在减少成本的同时，缩短了换刀、调刀和对刀的辅助时间。先进刀具所体现的优越性符合公司目前提出“五升五降”中的降低加工成本、提高加工效率的方针目标。目前，公司加工齿轮箱体、箱盖采用的是国产刀具，加工效率低、质量低。由于齿轮箱体、箱盖孔系之间有着复杂的关系，孔之间的同轴度直接影响着齿轮的传动性能和柴油机性能，所以，对箱盖、箱体的机械加工工艺有着特别高的要求。然而刀具是保证孔之间的同轴度和加工精度的主要因素，所以刀具的选型至关重要。

1 加工的工艺分析

1.1 目前加工工艺分析

如图1所示，加工箱盖上的Φ98 J7和箱体上的Φ100 J7孔，箱盖上的Φ70 J7和箱体上的Φ80 J7孔，要保证两孔的同轴度。公司在箱盖和箱体合盖后，以H面为基准面，在立式加工中心上对Φ98 J7孔，Φ70 J7半精镗、精镗和孔口倒角进行加工，各需要3把刀具。加工箱体上的Φ100 J7、Φ80 J7孔时，由于箱盖上的孔口小，箱体上的孔口大，在加工下端箱体上的孔时，刀头穿过箱盖上的孔时遇到阻碍，因此需要把箱盖和齿箱体拆开。在拆开过程中，定位基准有变动，压紧工件后需要重新找正来保证两孔的同轴度，需要找正侧面跳动心、内孔圆心，这个过程需花费10～20 min（根据操作者的技术水平）。再加上半精镗、精镗Φ100 J7、Φ80 J7孔和孔口倒角各需要3把刀，共需要12把刀，那就需要12次换刀、调刀和对刀。在换刀过程中，由于受设备精度和重复定位的影响，容易影响加工质量，造成加工效率低、加工质量低的状况。

图1 齿轮合体后的加工工序

1.2 先进刀具设计及工艺分析

加工箱盖上的Φ98 J7孔，采用一把复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起，刀具如图2所示。孔口倒角加工完成后，不用拆开箱体、箱盖，采用一把加长刀杆且刀杆长度为225 mm（箱体和箱盖合盖后的尺寸为140 mm）的复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起加工Φ100 J7孔。由于Φ98 J7和Φ100 J7孔尺寸相差不大，所以不用设计成偏心刀杆，刀杆可以直接回到孔中心线上，刀具如图3所示。加工Ф70 J7时，半精镗、精镗复合在一起。在加工Ф80 J7时，由于必须采用H面为基准面加工Ф80 J7孔，所以只能通过Ф70 J7来加工Ф80 J7孔。由于箱盖的孔尺寸小，可设计一个偏心加长刀杆，刀杆长225 mm（保证刀杆的钢性），不用拆开箱体和箱盖，在穿过Ф70 J7时，刀杆发生一定位移，刀杆中心回到孔中心线上，有效保证了孔的同轴度，刀具如图4所示。此过程共需要8把刀具，减少了换刀次数，且加工孔时只需要一次调刀，加工时间短，质量有保证。

图2 加工Ф98 J7复合镗刀 图3 加工Ф100 J7复合镗刀 图4 加工Ф80复合镗刀

2 加工效率分析

2.1 国产刀具加工的切削参数对比

具体如表1所示。

表1 国产刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精镗 精镗

需要二

次找正

10～20

min Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 180 r/min 320 r/min 主轴转速 180 r/min 320 r/min

进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min 进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 55 m/min 98.47 m/min 切削速度 55 m/min 98.47 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra5 Ra2 加工质量 Ra5 Ra2

所用时间 1.3 min 1.1 min 所用时间 1.1 min 0.94 min

2.2 进口刀具加工切削参数对比

具体如表2所示。

表2 进口刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精 精镗

不需要找正 Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 400 r/min 700 r/min 主轴转速 400 r/min 700 r/min

进给量 0.20 mm/min 0.1mm 进给量 0.2 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min 切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra2 Ra1.0 加工质量 Ra2 Ra1.0

所用时间 0.44 min 0.5 min 所用时间 0.375 min 0.42 min

2.3 数据分析

通过表1、表2中数据分析可知，使用国产刀具在切削主轴转速、进给量和切削速度上明显比先进刀具落后，且普通刀具换刀、调刀和对刀次数多，二次找正辅助时间多。在实际加工过程中，刀具磨损快，作为大批量的生产用刀具其效率不高且加工成本高，每加工一件箱体、箱盖需40 min左右。而使用先进刀具，总加工时间约为8 min/件，表面粗糙度可达Ra1.6以上，不仅提高了加工质量，也大大提高了加工效率。这样能有效节约生产成本，缓解生产压力，对齿轮箱加工有积极的作用。

3 结束语

分析齿轮箱机械加工工艺和先进刀具设计可知，其在节约生产成本、提高加工效率、提高加工质量等方面的优势和在生产加工中的优势，引起了企业对先进刀具的重视，并获得了认可：先进刀具虽然购买成本高，但使用中有很好的经济性，在提升产品性能、增加企业效益方面起着积极的推动作用。

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]王先逵.机械加工工艺手册[M].第二版.北京：机械工业出版社，2007.

〔编辑：白洁〕

Analysis of Selection and Machining Efficiency of Advanced Tool

Li Xiwang，Liang Yanhui，Zhang Chao

Abstract： Through the analysis process of Zibo diesel engine company in the processing of the gear box， gear box cover special hole， clear the superiority of the use of advanced cutting tool in improving the processing efficiency， product quality and saving processing cost compared with domestic tool manifests， it can greatly reduce processing cost.

摘 要：通过对淄博柴油机总公司在加工齿轮箱体、齿轮箱盖特殊孔时的工艺分析，明确了选用先进刀具在提高加工效率、产品质量和节约加工成本等方面与国产刀具相比所体现出的优越性，它的使用可以大大降低加工成本。

关键词：工艺分析；加工效率；切削参数；数据分析

中图分类号：TH162+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0009-02

随着技术的进步，刀具朝着复合型、高速、高效率和耐磨性方向发展，赢得了生产厂家的青睐，一些先进刀具得到了广泛的应用。在加工过程中，提高转速、增加进给量，不仅大大提高了加工效率，还增加了刀具的耐磨性，延长了刀具的使用寿命，降低了加工成本。复合型刀具在减少成本的同时，缩短了换刀、调刀和对刀的辅助时间。先进刀具所体现的优越性符合公司目前提出“五升五降”中的降低加工成本、提高加工效率的方针目标。目前，公司加工齿轮箱体、箱盖采用的是国产刀具，加工效率低、质量低。由于齿轮箱体、箱盖孔系之间有着复杂的关系，孔之间的同轴度直接影响着齿轮的传动性能和柴油机性能，所以，对箱盖、箱体的机械加工工艺有着特别高的要求。然而刀具是保证孔之间的同轴度和加工精度的主要因素，所以刀具的选型至关重要。

1 加工的工艺分析

1.1 目前加工工艺分析

如图1所示，加工箱盖上的Φ98 J7和箱体上的Φ100 J7孔，箱盖上的Φ70 J7和箱体上的Φ80 J7孔，要保证两孔的同轴度。公司在箱盖和箱体合盖后，以H面为基准面，在立式加工中心上对Φ98 J7孔，Φ70 J7半精镗、精镗和孔口倒角进行加工，各需要3把刀具。加工箱体上的Φ100 J7、Φ80 J7孔时，由于箱盖上的孔口小，箱体上的孔口大，在加工下端箱体上的孔时，刀头穿过箱盖上的孔时遇到阻碍，因此需要把箱盖和齿箱体拆开。在拆开过程中，定位基准有变动，压紧工件后需要重新找正来保证两孔的同轴度，需要找正侧面跳动心、内孔圆心，这个过程需花费10～20 min（根据操作者的技术水平）。再加上半精镗、精镗Φ100 J7、Φ80 J7孔和孔口倒角各需要3把刀，共需要12把刀，那就需要12次换刀、调刀和对刀。在换刀过程中，由于受设备精度和重复定位的影响，容易影响加工质量，造成加工效率低、加工质量低的状况。

图1 齿轮合体后的加工工序

1.2 先进刀具设计及工艺分析

加工箱盖上的Φ98 J7孔，采用一把复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起，刀具如图2所示。孔口倒角加工完成后，不用拆开箱体、箱盖，采用一把加长刀杆且刀杆长度为225 mm（箱体和箱盖合盖后的尺寸为140 mm）的复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起加工Φ100 J7孔。由于Φ98 J7和Φ100 J7孔尺寸相差不大，所以不用设计成偏心刀杆，刀杆可以直接回到孔中心线上，刀具如图3所示。加工Ф70 J7时，半精镗、精镗复合在一起。在加工Ф80 J7时，由于必须采用H面为基准面加工Ф80 J7孔，所以只能通过Ф70 J7来加工Ф80 J7孔。由于箱盖的孔尺寸小，可设计一个偏心加长刀杆，刀杆长225 mm（保证刀杆的钢性），不用拆开箱体和箱盖，在穿过Ф70 J7时，刀杆发生一定位移，刀杆中心回到孔中心线上，有效保证了孔的同轴度，刀具如图4所示。此过程共需要8把刀具，减少了换刀次数，且加工孔时只需要一次调刀，加工时间短，质量有保证。

图2 加工Ф98 J7复合镗刀 图3 加工Ф100 J7复合镗刀 图4 加工Ф80复合镗刀

2 加工效率分析

2.1 国产刀具加工的切削参数对比

具体如表1所示。

表1 国产刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精镗 精镗

需要二

次找正

10～20

min Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 180 r/min 320 r/min 主轴转速 180 r/min 320 r/min

进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min 进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 55 m/min 98.47 m/min 切削速度 55 m/min 98.47 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra5 Ra2 加工质量 Ra5 Ra2

所用时间 1.3 min 1.1 min 所用时间 1.1 min 0.94 min

2.2 进口刀具加工切削参数对比

具体如表2所示。

表2 进口刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精 精镗

不需要找正 Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 400 r/min 700 r/min 主轴转速 400 r/min 700 r/min

进给量 0.20 mm/min 0.1mm 进给量 0.2 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min 切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra2 Ra1.0 加工质量 Ra2 Ra1.0

所用时间 0.44 min 0.5 min 所用时间 0.375 min 0.42 min

2.3 数据分析

通过表1、表2中数据分析可知，使用国产刀具在切削主轴转速、进给量和切削速度上明显比先进刀具落后，且普通刀具换刀、调刀和对刀次数多，二次找正辅助时间多。在实际加工过程中，刀具磨损快，作为大批量的生产用刀具其效率不高且加工成本高，每加工一件箱体、箱盖需40 min左右。而使用先进刀具，总加工时间约为8 min/件，表面粗糙度可达Ra1.6以上，不仅提高了加工质量，也大大提高了加工效率。这样能有效节约生产成本，缓解生产压力，对齿轮箱加工有积极的作用。

3 结束语

分析齿轮箱机械加工工艺和先进刀具设计可知，其在节约生产成本、提高加工效率、提高加工质量等方面的优势和在生产加工中的优势，引起了企业对先进刀具的重视，并获得了认可：先进刀具虽然购买成本高，但使用中有很好的经济性，在提升产品性能、增加企业效益方面起着积极的推动作用。

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]王先逵.机械加工工艺手册[M].第二版.北京：机械工业出版社，2007.

〔编辑：白洁〕

Analysis of Selection and Machining Efficiency of Advanced Tool

Li Xiwang，Liang Yanhui，Zhang Chao

Abstract： Through the analysis process of Zibo diesel engine company in the processing of the gear box， gear box cover special hole， clear the superiority of the use of advanced cutting tool in improving the processing efficiency， product quality and saving processing cost compared with domestic tool manifests， it can greatly reduce processing cost.

摘 要：通过对淄博柴油机总公司在加工齿轮箱体、齿轮箱盖特殊孔时的工艺分析，明确了选用先进刀具在提高加工效率、产品质量和节约加工成本等方面与国产刀具相比所体现出的优越性，它的使用可以大大降低加工成本。

关键词：工艺分析；加工效率；切削参数；数据分析

中图分类号：TH162+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0009-02

随着技术的进步，刀具朝着复合型、高速、高效率和耐磨性方向发展，赢得了生产厂家的青睐，一些先进刀具得到了广泛的应用。在加工过程中，提高转速、增加进给量，不仅大大提高了加工效率，还增加了刀具的耐磨性，延长了刀具的使用寿命，降低了加工成本。复合型刀具在减少成本的同时，缩短了换刀、调刀和对刀的辅助时间。先进刀具所体现的优越性符合公司目前提出“五升五降”中的降低加工成本、提高加工效率的方针目标。目前，公司加工齿轮箱体、箱盖采用的是国产刀具，加工效率低、质量低。由于齿轮箱体、箱盖孔系之间有着复杂的关系，孔之间的同轴度直接影响着齿轮的传动性能和柴油机性能，所以，对箱盖、箱体的机械加工工艺有着特别高的要求。然而刀具是保证孔之间的同轴度和加工精度的主要因素，所以刀具的选型至关重要。

1 加工的工艺分析

1.1 目前加工工艺分析

如图1所示，加工箱盖上的Φ98 J7和箱体上的Φ100 J7孔，箱盖上的Φ70 J7和箱体上的Φ80 J7孔，要保证两孔的同轴度。公司在箱盖和箱体合盖后，以H面为基准面，在立式加工中心上对Φ98 J7孔，Φ70 J7半精镗、精镗和孔口倒角进行加工，各需要3把刀具。加工箱体上的Φ100 J7、Φ80 J7孔时，由于箱盖上的孔口小，箱体上的孔口大，在加工下端箱体上的孔时，刀头穿过箱盖上的孔时遇到阻碍，因此需要把箱盖和齿箱体拆开。在拆开过程中，定位基准有变动，压紧工件后需要重新找正来保证两孔的同轴度，需要找正侧面跳动心、内孔圆心，这个过程需花费10～20 min（根据操作者的技术水平）。再加上半精镗、精镗Φ100 J7、Φ80 J7孔和孔口倒角各需要3把刀，共需要12把刀，那就需要12次换刀、调刀和对刀。在换刀过程中，由于受设备精度和重复定位的影响，容易影响加工质量，造成加工效率低、加工质量低的状况。

图1 齿轮合体后的加工工序

1.2 先进刀具设计及工艺分析

加工箱盖上的Φ98 J7孔，采用一把复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起，刀具如图2所示。孔口倒角加工完成后，不用拆开箱体、箱盖，采用一把加长刀杆且刀杆长度为225 mm（箱体和箱盖合盖后的尺寸为140 mm）的复合镗刀，半精镗、精镗复合在一起加工Φ100 J7孔。由于Φ98 J7和Φ100 J7孔尺寸相差不大，所以不用设计成偏心刀杆，刀杆可以直接回到孔中心线上，刀具如图3所示。加工Ф70 J7时，半精镗、精镗复合在一起。在加工Ф80 J7时，由于必须采用H面为基准面加工Ф80 J7孔，所以只能通过Ф70 J7来加工Ф80 J7孔。由于箱盖的孔尺寸小，可设计一个偏心加长刀杆，刀杆长225 mm（保证刀杆的钢性），不用拆开箱体和箱盖，在穿过Ф70 J7时，刀杆发生一定位移，刀杆中心回到孔中心线上，有效保证了孔的同轴度，刀具如图4所示。此过程共需要8把刀具，减少了换刀次数，且加工孔时只需要一次调刀，加工时间短，质量有保证。

图2 加工Ф98 J7复合镗刀 图3 加工Ф100 J7复合镗刀 图4 加工Ф80复合镗刀

2 加工效率分析

2.1 国产刀具加工的切削参数对比

具体如表1所示。

表1 国产刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精镗 精镗

需要二

次找正

10～20

min Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 180 r/min 320 r/min 主轴转速 180 r/min 320 r/min

进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min 进给量 0.15 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 55 m/min 98.47 m/min 切削速度 55 m/min 98.47 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra5 Ra2 加工质量 Ra5 Ra2

所用时间 1.3 min 1.1 min 所用时间 1.1 min 0.94 min

2.2 进口刀具加工切削参数对比

具体如表2所示。

表2 进口刀具加工切削参数

Φ98 J7孔 半精 精镗

不需要找正 Φ100 J7 半精镗 精镗

主轴转速 400 r/min 700 r/min 主轴转速 400 r/min 700 r/min

进给量 0.20 mm/min 0.1mm 进给量 0.2 mm/min 0.1 mm/min

切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min 切削速度 122.5 m/min 153.8 m/min

切削深度 35 mm 35 mm 切削深度 30 mm 30 mm

加工质量 Ra2 Ra1.0 加工质量 Ra2 Ra1.0

所用时间 0.44 min 0.5 min 所用时间 0.375 min 0.42 min

2.3 数据分析

通过表1、表2中数据分析可知，使用国产刀具在切削主轴转速、进给量和切削速度上明显比先进刀具落后，且普通刀具换刀、调刀和对刀次数多，二次找正辅助时间多。在实际加工过程中，刀具磨损快，作为大批量的生产用刀具其效率不高且加工成本高，每加工一件箱体、箱盖需40 min左右。而使用先进刀具，总加工时间约为8 min/件，表面粗糙度可达Ra1.6以上，不仅提高了加工质量，也大大提高了加工效率。这样能有效节约生产成本，缓解生产压力，对齿轮箱加工有积极的作用。

3 结束语

分析齿轮箱机械加工工艺和先进刀具设计可知，其在节约生产成本、提高加工效率、提高加工质量等方面的优势和在生产加工中的优势，引起了企业对先进刀具的重视，并获得了认可：先进刀具虽然购买成本高，但使用中有很好的经济性，在提升产品性能、增加企业效益方面起着积极的推动作用。

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]王先逵.机械加工工艺手册[M].第二版.北京：机械工业出版社，2007.

〔编辑：白洁〕

Analysis of Selection and Machining Efficiency of Advanced Tool

Li Xiwang，Liang Yanhui，Zhang Chao

Abstract： Through the analysis process of Zibo diesel engine company in the processing of the gear box， gear box cover special hole， clear the superiority of the use of advanced cutting tool in improving the processing efficiency， product quality and saving processing cost compared with domestic tool manifests， it can greatly reduce processing cost.