立式車銑中心用傾刀裝置設(shè)計

蘇文濤，洪壽福，喻鵬

（中捷機床有限公司，沈陽 110041）

0 引言

目前，大型立式車銑中心在加工零件輪廓時，加工完畢后為防止破壞加工表面，在退刀時要采取一定的措施。傳統(tǒng)的做法是退刀時先定向然后沿X 軸或Y 軸退出0.2～0.5 mm，再推Z 軸。對于一些非典型輪廓的加工，需要采用切線進退刀的同時，還應(yīng)沿輪廓多走一個重疊量L，以避免因進刀點和退刀點在同一位置而產(chǎn)生的刀痕［3］。重疊量L 的大小為1～2 mm。目前一些組合機的鏜銑動力頭，有的帶有鏡向讓刀油缸，但這種鏜銑頭通常成本很高；有的沒有讓刀油缸，需要移動工作臺作微動讓刀，但是工件相對動力頭的位置精度難以保證。

1 裝置機構(gòu)設(shè)計簡介

傾刀裝置提供了一種應(yīng)用于大型立式車銑中心的能夠自動讓刀的裝置，來解決大型立式車銑中心精加工過程中讓刀、退刀破壞加工表面問題，以提高大型立式車銑中心的加工精度及生產(chǎn)效率。

傾刀裝置由1 套滑塊機構(gòu)和液壓控制部分構(gòu)成。傾角系統(tǒng)安裝在機床滑板端面處，此滑板為機床的X 軸運動部件。機床滑枕（Z 軸）通過滑枕外殼安裝于滑板之上。該裝置示意圖見圖1。一對V 形鐵7 由油缸8 驅(qū)動，通過V 形板的橫向推進、退出，帶動滑板體傾斜一定角度，從而實現(xiàn)安裝于滑枕上的刀尖做前后微動。

圖1 傾刀原理

滑塊機構(gòu)包括一對V 形板及附件。油缸通過相應(yīng)的液壓元件控制V 形板運動。滑塊機構(gòu)示意圖見圖2。

驅(qū)動油缸激活油壓為16 MPa，激活后，液壓油缸可以沿y 向移動2 個V 形板，最大位移為7.5 mm。液壓油缸通過三位四通電磁閥控制（電磁激活）。

圖2 機構(gòu)示意圖

在液壓油缸側(cè)面設(shè)有位置開關(guān)，在-7.5 mm、0、+7.5 mm 3 個位置給出位置反饋信號。三位四通電磁閥激活油路，使油缸中的活塞桿沿著y 軸正向或負向移動。因為活塞桿與2 個V 形板有固定連接，因此活塞桿的移動會帶動V形板沿著同一個方向同步運動。當三位四通電磁閥失電時，油壓施加到液壓油缸的兩端，即活塞桿和2 個V 形板在當前位置固定。V 形板移動的結(jié)果是引起整個滑板改變傾斜度，從而帶動滑枕前后傾斜一定角度，安裝于滑枕前端的刀具刀尖亦產(chǎn)生輕微移動。這樣，通過控制傾刀機構(gòu)V 形板的運動即可實現(xiàn)加工過程中對讓刀動作的控制。

在V 形板移動時，為了保持力盡可能小，在調(diào)整時V形板的后部滑動面涂有潤滑油。在安裝V 形板圓形側(cè)面的時候，一定要先安裝支撐板，而在拆除時，順序相反。活塞桿與V 形板的準確中心位置可以通過環(huán)規(guī)調(diào)整。

2 工作原理

立式車銑中心用傾刀裝置由1 套滑塊機構(gòu)和液壓控制部分構(gòu)成，滑塊機構(gòu)圖見圖3，主要由1 套油缸裝置和1 組V 形塊組成。傾刀油缸通過連接板2 固定，連接板2把合在機床滑板之上，油缸為雙向油缸，油缸活塞1 在缸體3 內(nèi)沿連接板2 與端蓋4 的公共軸移動，活塞移動的同時，帶動把合在活塞上的滑塊9 移動，油缸體3 通過加強螺栓牢固地固定在連接板2 上。V 形鐵5 共2 塊，置于橫梁導(dǎo)軌與滑板壓板之間，2 塊V 形鐵斜度對置，V 形塊前后移動的結(jié)果是導(dǎo)致滑板前后沿Y 軸傾斜一定角度，具體過程是：當一對V 形塊同步向前移動時，橫梁導(dǎo)軌前面的V 形鐵斜面推進；與之相反，橫梁導(dǎo)軌后面的V 形鐵斜面退出，這樣就導(dǎo)致滑板整體沿橫梁下導(dǎo)軌向前翻轉(zhuǎn)傾斜，最終導(dǎo)致滑枕上的刀尖向后移動0.02～0.04 mm，從而實現(xiàn)讓刀動作。在V 形板移動時，為了使拖動力盡量小，在調(diào)整時V 形板的后部滑動面涂有潤滑油。傾斜間隙的大小可以通過配作調(diào)整塊10 來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。一對V 形鐵通過傾刀隔套、傾刀油缸連接塊以及傾刀油缸連接板聯(lián)結(jié)在油缸活塞上。在油缸體上裝有3 個行程開關(guān)，分別檢測V 形鐵“+7.5”、“0”、“-7.5”3 個位置。“0”位置為正常工作位置，位置“+7.5”為刀尖前傾，位置“-7.5”為刀尖后傾。

圖3 滑塊機構(gòu)圖

傾刀裝置液壓控制部分原理見圖4，液壓油由低壓動力源分兩路進入控制閥板：一路經(jīng)過增壓器1，壓力增加至傾刀系統(tǒng)工作壓力16 MPa，進入高壓控制閥板，當系統(tǒng)發(fā)出傾刀指令后，Y 型三位四通閥2 動作，控制傾刀油缸的進油方向，從而確定傾刀方向，當行程開關(guān)發(fā)出傾刀到位命令后，三位四通閥2 電磁鐵失電，處于中位，這時液控單向閥3 起作用，油缸活塞位置鎖定；另一路油進入低壓控制閥板，通過二位三通電磁閥4 對V 形板背面滑動面注油潤滑。

圖4 液壓控制原理

3 結(jié)語

立式車銑中心用傾刀裝置提供一種自動讓刀機構(gòu)，解決了以往在精加工零件表面時，為免于退刀破壞加工面而需要配備特殊裝置，或者需要加工過程中增加額外工序步驟帶來的成本增加和工時浪費問題。消除了人為操作失誤的產(chǎn)生，提高了生產(chǎn)效率。該自動傾刀裝置定位精度高，布局合理，擁有足夠的剛性，成本低，可配套大型車銑中心實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

本裝置技術(shù)要點及相應(yīng)的顯著效果：1）該自動傾刀裝置定位精度高，操作方便，可靠性高，由于縮短了退刀過程中冗余操作時間，從而大大提高了生產(chǎn)效率。2）結(jié)構(gòu)相對簡單，安裝方便，節(jié)省時間。3）通過優(yōu)化計算，布局合理，刀尖傾斜角度可通過V 形塊下的調(diào)整塊任意調(diào)節(jié)。

［1］濮良貴.機械設(shè)計［M］.第五版.北京：高等教育出版社，1994.

［2］雷天覺.液壓工程手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1990.

［3］徐偉達.機加工孔的退刀痕簡析［J］.金屬加工，2010（增刊1）：50-51.