臥式銑床升降臺高速加工工藝的改進

孫 全 ，張 佳

1.沈陽第一機床廠（總裝三車間），遼寧沈陽 110141

2.沈陽機床進出口有限責任公司（服務部），遼寧沈陽 110141

沈陽機床生產的TPX6111B型臥式銑鏜床是最新開發的標準型產品，在積五十余年制造經驗的基礎上，吸收國內外精華，具有優良的性能。TPX6111B/2型臥式銑鏜床增加了整體式輔助導軌。工作臺在橫向運動時均在剛性較好的下滑座上移動。機床變形小，剛性好，對加工精度的提高極其有利。TPX6111B/3型臥式銑鏜床，增加了工作臺橫向和主軸箱垂直行程，擴大了加工范圍。工作臺面積增大， 承載能力可達3 000kg。 主軸可選用ISO7:24 No50錐孔，可自動裝卸刀（后立柱為特供）。

TPX6111C/3型臥式銑鏜床，改變了傳統交流電機集中傳動特點，主電機為變頻電機，進給為伺服進給電機拖動，實現無級傳動；上下滑座采用貼塑導軌；主軸錐孔7:24No50（后立柱為特供）。

1 銑床升降臺加工現狀

如今我國的一些企業在銑床升降臺的加工制造中還是選用傳統的方法進行加工，因為傳統的加工流程主要是針對特定時期的刀具狀況、設備所打造的，未經過任何的改進和優化，一直沿用到了今天，勢必會出現質量和效率方面的不足問題，所呈現出來的弊端已經完全不能滿足當前的市場環境。

一些銑床的生產廠家也在逐步加大研發力度，尋求是和現行市場的高端產品。只有擁有了自己的核心技術，才能成功搶占市場。

沈陽機床所生產的D165屬于功能相對比較全面的高速機床，對合金鋁、石墨、淬硬鋼及超硬合金等材料的加工有獨到之處，用于中小型工件的加工。豐富的選項使得該機床具有加工復雜形面所需的高速和準確的特性，應用廣泛。其強大的功能使得該銑削中心可以用于各種模具的加工及小批量生產。D165高速加工中心可以根據用戶要求選配3軸、3+1軸、4軸和5軸。適用于二三層工業廠房、餐廳、酒樓樓層間的貨物傳輸。最低高度在150mm～300mm，尤其適合不能開挖坑的工作場所。并且無須上部吊點。形式多樣化（單柱、雙柱、四柱）。設備運行平穩，操作簡單可靠，具有液壓、電氣多種保護，貨物傳輸經濟便捷。

2 傳統銑床升降臺的應用分析

銑床升降臺屬于上世紀七八十年代的產品，由于受到當時的刀具、設備等相關條件的具體限制，在鏜床和銑床上加工過程，存在很多的問題。

2.1 問題分析

工件剛性不足，壁厚不均。為了進一步地減少所有工序之間的切削量，這些傳統的加工工藝通常被劃分為半精加工、粗加工、精加工，它的特點就是效率低工序長；主軸的轉速相對較低，所加工出來的工件通常表面上都比較粗糙；設備的落后，定位和重復定位的精度相比較差，不能確保部件加工的質量；裝卸工件的輔助周期比較太長；對于刀具的磨損很難進行監控，生產過程中總是很難避免大量廢品的出現；換刀過程也是完全由人工來完成，所以造成了強大的勞動量；舊工裝的剛性比較差，很容易產生振動現象。

2.2 解決方法

針對傳統工藝中所存在的這些問題，沈陽機床把高速切削加工的技術引入倒了新工藝生產過程中，對銑床升降臺平面和孔系的加工做了進一步的優化設計：把在普通設備上進行加工的替換為高速加工中心進行加工；選用了高速切削加工，切削力相對減少很多，同時將精加工和半精加工進行整改合并，從而減少了生產工序，進一步提高了其生產的效率。改用機械手進行自動的換刀，多大回避了強度更大的勞動；對主軸的轉速也進過了改進，大大提高了其轉速，所加工的工件粗糙度降低了很多；設備定位以及重復定位的精度有了更高層次的提高，從而確保了部件加工的質量；工況的監測系統完全實現了監測刀具磨損實時情況和刀具斷裂的具體狀態；兩個工作臺，確保了工件的連續性加工，大大縮短了生產周期；在工裝系統的改進上主要做了：A增大夾緊力，在傳統工裝系統上添設了一個夾緊位置，并在每一個夾緊位置進行適當的增加夾緊力； B增加了輔助支撐：毛坯鑄造過程中，在薄壁位置增加了2個～3個加強豎肋； C增加定位面的面積，使用面積較大的定位塊取代定位銷。

2.3 應用實例

以前，沈陽機床D165銑床的年產量只有幾十臺，現在年產量達到200臺以上，而且逐年看漲。原因是多方面的，其中主要的一個原因是銑床關鍵零件升降臺的機加工工藝做了重大改進。銑床升降臺屬于較大型鑄鐵箱體(體積1 200mm×800mm×700mm)，壁厚不均，剛性不足。現在，銑床升降臺的加工由原來在鏜床和銑床進行，改在高速加工中心HPC800（最高轉速為6 000r/min）進行；最后一道工序手工鏟刮改為磨削加工。高速加工切削力平均減小了30%以上，因此，半精、精加工合二為一進行加工，工件沒有變形，減少了工序，提高了效率。

平面和孔系加工都改在加工中心加工。其中，鏜孔工序在高速加工中心改用Si3N4基陶瓷刀具后，主軸轉速達到2500r/min以上，切削速度達到600m/min，進給速度為400mm/min以上，加工效率比以前(轉速450r/min，進給速度為50mm/min)，表面粗糙度有明顯好轉，達到了設計要求。采用高速切削加工技術后，省去了半精銑工序，加工效率提高了近3倍，而且加工表面粗糙度也達到了設計要求。

3 結論

高速切削加工技術在沈陽機床銑床升降臺的加工中，起到了重要的作用，大大提高了加工效率和質量，使沈陽機床銑床年產量也成倍增長，在當今激烈的國際市場的競爭中處于不敗之地。

隨著交通工具進一步地提速，世界經濟的發展被推向了新的歷史高潮。陪伴高速切削加工技術的逐步完善，高速切削在機床行業乃至其它行業將會發揮越來越大的作用。

[1]艾興高速切削加工技術[M].國防工業出版社，2009.

[2]陳明，袁人煒.高速切削過程切削條件優化研究最新動態[J].機械設計與研究，2011(3)：61-67.