摘要:针对零件切断面品质恶化问题，系统地分析了影响旋切机切断面品质的各种因素，指 出旋切机技术改造的重点，找出改造的关键部位，采取有效措施对旋切机后导板导向孔进行技 术改造，并对其进行了较为深入的研究，较好地解决了切药机关键部件使用寿命短、棒料长度 及断面品质差、生产效率低的难题。实践证明，改造是成功的，效果是明显的。

棒料横切是在生产中应用很广泛的一种加工方法。 棒料横切有效长度及断面品质会大大影响产品的使用 性能，在某些特殊行业甚至会造成一些严重的问题。某 公司的旋刀切药机曾经出现频繁更换零部件、设备维修 次数大增、所切棒料长度及断面品质长期得不到稳定保 证的棘手问题，浪费了很大的人力、物力、财力，生产成 本居高不下。为此,对原切药机进行分析研究，提出了 技术革新的具体方案，采取有效措施对切药机关键部位 进行技术改造，较好的解决了切药机关键部件使用寿命 短，棒料长度及断面品质差的难题。实践证明，切药机 技术改造方案是行之有效的，措施是得力的，改造是成 功的，效果是明显的。
2产品加工原理及工艺特点

本工序所用设备,是较早进口的旋刀切药机。工序加 工内容是按照上述零件断面及长度要求进行切断,其加工 原理如图1所示。

.导轮
工件送

进方向
旋刀切断方向
1零件的结构与性能特点

本工序加工零件基本结构非常简单，为典型的棒料切 断件。但由于最终产品的特殊要求,其形状为非圆形柱状 结构，零件断面形状复杂且变化较大，如多棱形、梅花形 等。零件加工品质要求较高，长度尺寸要求较准，端面与 其中心线必须垂直，并需平直、平整。零件材料为非金属 的特殊材料，硬度较低，不允许承受冲击。零件为规模化 流水线生产，生产效率高。

零件装配时须装人密闭容器中，要严格保证装填密 实、装填量充足，以免影响最终产品的使用。
从图1中可以看到，棒料经过前导板的导向，进人中 间的导轮，在导轮的夹持中实现棒料送进，然后到达后导 向板的导向定位锥孔中。回转式旋刀在左侧高速旋转,其 轴线与棒料轴线相错平行，回转刀盘上装有两把旋切刀 具,每一把切刀旋切六根棒料,刀盘回转一圈，切下12根 棒料。从每根棒料的定位、加工情况来看，棒料从后

板锥面孔的大端进人小端排出，并由旋刀在小端处进行切 割。由此可以看出,零件是在圆锥形导向孔中实现定位并 完成进给运动,其加工原理比较简单,设备也不复杂，整个 工艺系统一字形顺序排列，便于调整,易于加工。零件加 工具有以下基本特点：

1)工件毛坯为线状盘圆，在进人后导向板前由工艺 系统已经拉直，因此可认为零件毛坯为棒材。

2)零件毛坯采用前后导向板导向，中间传送导轮夹 持送进。

3)由于零件生产率高，旋刀盘转速很高，因此零件送进 为连续不间断的送进方式,工件是在直线运动中进行加工。

4)工件切断是在只有导向没有夹紧的状态下完成。

3问题的出现及初步判断

然而，开机生产后不久,产品品质严重下降，其切断面 不平整,断面与中心线不垂直,形成马蹄形状，并伴有断面 毛刺等缺陷,这种误差和缺陷伴随时间进一步扩大，使生 产状况很快恶化，迫使机器频繁停产维修,造成生产成本 加大,生产效率降低,严重影响了生产的正常进行，但由于 各种原因长期以来没有得到很好地解决。

针对上述问题,在厂方的大力支持下,2005年开始对 工件加工技术进行改造。为此对生产设备及其工艺工装 进行了一系列的技术分析。

1)对工件的生产进行了简单的观察。观察前后工 序，确定本工序的原料无缺陷,后续工序的加工及装配符 合产品及其工艺要求，切割刀具与机床的调整位置没有发 生变化,机床调整状态良好。

2)进一步的调查生产过程，发现产品品质在起初生 产的一段时间内并无问题,但经过大概20 t原料的加工 后,才会出现上述问题。此情说明，工件加工工艺系统原 始调试状态正确，只因随着生产进行，工艺系统状态发生 了变化并持续恶化。所以误差是一个动态过程，是一个随 着时间而变化的误差累积过程。

3)分析与动态有关的误差因素，一般只有力变形、热 变形、磨损等。若是力变形的影响，则应自始至终都存在 品质问题；若是热变形的影响，实际检测证明工艺系统的 温升并不高,与事实不符;至于工艺系统磨损,与实际情况 最为接近,因此初步判断工艺系统磨损是引起产品品质下 降的主要原因，其他原因的影响则微乎其微。

4导向板的磨损及其对切断品质影 响的分析

根据初步判断结果，再详细地对设备工艺工装进行检 查，对容易发生磨损的各个部位进行检验,结果发现:刀具 磨损正常;切药机结构没有重大磨损;只有后导向板的导 向锥孔磨损严重，并呈不规则的多棱形，其出（小）端孔口 为喇叭状见图2所示，导向锥孔的径向、轴向剖面与原设 计形状和尺寸相差很大。由此可以判定,并结合产品生产 的工艺特点，产生零件切断面误差及缺陷的原因是后导向 板导向锥孔的磨损过大，其依据是基于对零件生产进行了
图2导向板
以下的技术分析：

1)停产维修、更换新导向板后重新进行加工，开始加 工状况良好，但几乎经过相同时间后出现同样问题。

2)检查后导向板的调整位置并无异常,排除导向板 位置变化引起加工异常的因素。

4)根据设备的加工特点,工件加工时必须具有合适 间隙,工件在加工中没有有效、坚实的支承，使其在加工过 程中发生位移,定位位置发生改变。

5)工件导向为一圆锥孔,加工时只有在导轮处有少 许夹持作用,工件切断处并无有效夹紧。当刀具进行切削 时，其前端必然向下移动并与圆锥导向孔相接触,但后面 有导轮的夹持，迫使工件发生弯曲，产生角度位移,使得切 断面呈一斜切面而非横切面,形成马蹄形。又由于工件弯 曲后具有拉伸作用，使得工件在剪切的同时还受有拉伸， 零件断面产生拉伸变形,形成断面拉毛现象。

6)工件位移、弯曲后,其前端与导向圆锥孔的下母线 成为点接触，压力很大，形成摩擦,使圆锥孔前端很快磨 损，孔径迅速扩大。孔径的扩大又加大了棒料与导向孔间 的间隙,进一步加重了后序工件的弯曲变形,随着时间的 推移，生产的持续，其磨损量快速扩大并沿轴向扩展,以致 整个圆锥导向孔磨损变形。

7)随着圆锥孔的磨损加大，由于工件毛坯为各种非 圆形柱体，在压力的作用下，其与圆锥孔接触均为棱线接 触,发生摩擦,产生磨损，因此将圆锥孔磨损成与工件横断 面相近的变截面的棱形不规则形状。

据于上述分析，最终判定影响工件加工精度的主要原 因是导向板导向孔形状及尺寸的磨损。

5导向板结构的技术改造及其分析

依据以上判定结果,技术改造方向应放在保持工件在 加工中的位置不变以及如何减小后导向板导向孔的磨损 及磨损速度两方面。考虑到零件加工中,生产效率高,材 料送进为连续进给,若采用零件夹紧的加工方案,其夹紧、 松开频率高，容易产生振动,反而对机构运行造成不良影 响。另一方面由于棒材的性质决定，不宜频繁的受到冲 击，否则，棒材易折断，同时还可能造成事故。所以摒弃零 件在夹紧状态下加工的技改方案，改造的重点确定在如何 减小后导向板导向孔的磨损及其速度上。从此人手,分别 在以下几方面进行考虑：