數控車床結構改進設想

煙臺機電工業學校 （山東 265200） 許秀舉

在車削和銑削加工中，工件和刀具的裝夾是必不可少的操作步驟。二者裝夾的精度會直接影響零件制造精度，在很多情況下安裝誤差約占加工誤差的20%～60%。因此尋求減少安裝誤差的方法是提高在機床上加工零件的精度和生產率的途徑之一。

1.機床使用中遇到的問題

（1）刀體尺寸與刀具安裝 在生產加工中，不同類型的數控車床對刀體的尺寸有不同的要求。在院校或企業中的機床設備，因為受采購的時間和采購資金的限制，型號也不盡相同。比如，6130型和6150型車床，前者要求刀體的尺寸為20mm×20mm，而后者則要求刀體的尺寸為25mm×25mm。6150型車床可以使用25mm和20mm刀方兩種刀體，但用20mm刀方需要加的墊片數量明顯增加，延長了裝刀的時間，且影響加工的穩定性。而6130型車床只能使用20mm刀方一種刀體。這樣一來，在刀具的選配上就要準備兩種不同刀體尺寸的刀具，不但增加了生產成本，而且降低了生產效率，對生產質量也產生了一定的影響。

其次，車刀刀尖的高低會引起刀具角度的變化而影響切削，一般車刀刀尖的高低不超過工件直徑的1%。高于中心，后角減少，摩擦加劇，表面粗糙度增大，同時前角增大，振動加劇。車端面時會出現凸頭，實際尺寸會增大。低于中心，前角減少，切削力集中于刀刃，容易崩刀。車端面時會出現凸頭，實際尺寸會增大。所以刀具安裝時，刀尖高度的調節，對一線操作工人機床的熟練程度和技術也提出了較高的要求。如果我們不注意車刀的正確安裝，就會使切削的效果降低，甚至損壞刀具和產品。這一點在數控車床上更為明顯

（2）工件與刀具夾緊力 在車削加工中，我們在裝夾工件和刀具時，夾緊力的大小，對工件的質量也會產生影響。比如，刀具裝夾時，如果夾緊力過大（特別是使用套筒），會破壞壓緊螺釘的端部，在刀體表面形成凹坑，時間一長就會造成刀具損壞，甚至壓緊螺釘報廢等情況。其次，在工件裝夾時若工件的夾緊力過大，不但會夾傷工件，嚴重的會導致工件歪斜嚴重，找正困難。現在雖然有液壓卡盤，但液壓卡盤卡爪的開度和夾持力是預先調定的，只適合定型和批量產品使用。對單件或小批量（三、五件）產品加工使用就沒有任何優勢。

2.設想的結構改造

鑒于以上幾個問題，提出機床改進的幾點設想。

（1）關于工件和刀具的夾緊力問題 通過對卡盤或刀架的電路改造，運用一鍵式操作，實現普通卡盤的自動裝夾，并保持合適的預緊力。對于刀具的安裝也是如此。本文設想了兩種方式，一種是改造卡盤和刀架扳手的方式，一種是通過電路改進。具體設想如下：

設想一：在刀架或自定心卡盤上設置相關感應電路，將夾緊功能設置在操作面板的按鍵上。通過按鍵來實現工件和刀具的夾緊，并能根據實際情況預置夾緊力。

設想二：把汽車修理用的電動扭力扳手改造成我們現在的刀架和卡盤扳手，通過它來實現自動鎖緊和自動調節預緊力的大小，從而實現可靠快速夾緊。

（2）關于刀體尺寸與刀具安裝問題 通過對刀架改進，讓其成為能夠自動適應刀體高度，自動調節刀尖高度，自動鎖緊的全自動化刀架。這樣就可以快速可靠地實現刀具的準確安裝，告別刀墊，真正的提高生產效率，提高企業效益。具體設想如下：

設想一：在刀架上安裝傳感器裝置，能自動判斷刀尖的高低。

設想二：在刀架上安裝刀具位置的下部改造成四塊可以相對運動的部分，不管多大刀方的刀具安裝上后，通過傳感器判斷刀尖的高低，并自動修正刀體的高度。然后自動裝夾。

總之，個人認為這種改進可以改變傳統的數控車床操作方式。改善勞動條件，逐步提高生產效率。第二 ，有效減少人為因素造成零件的質量降低。第三，消除枯燥無味的工作，減少工藝過程中的工作量。第四，提供更安全的工作環境，降低工人的勞動強度，減少勞動風險。