大型數控車床的一機多用

■沈陽第一機床廠 （遼寧 110142） 蓋立亞■中捷機床有限公司 （遼寧沈陽 110142） 姜海洋

大型數控車床的一機多用

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■中捷機床有限公司 （遼寧沈陽 110142） 姜海洋

摘要：大型數控車床加工的零件規格大，批量小，因此經常處在閑置狀態。本文通過將數控車床與數控鏜床的參數進行比對分析，探討了將數控車床改裝為數控鏜床的可行性，并用實例進行了驗證，實現了大型數控設備的一機多用，提高了設備使用率及經濟性。

1. 改造后車床的主要問題

車床一般情況是以加工各種回轉表面為主，雖然可以進行鏜孔加工，但是由于工件必須旋轉，在加工特定形狀的工件（箱體或嚴重偏心）時有很大的局限性，因此將數控車床改為鏜銑床使用具有實際意義。

主軸是機床最重要的部件，決定了改造后的加工性能，現將車床與同等功率的鏜床的主軸參數進行比較（見表1）。

表1　車床與鏜床的主軸參數對比

結構上，車床的主軸與鏜床的主軸均能承受較大的徑向力與雙向的軸向力，所不同的是車床的主軸轉速較鏜床低。綜上，車床主軸完全可以當做鏜銑主軸承擔大轉矩、低轉速的鏜銑任務。

車床與鏜床的切削參數比對，如表2所示。

車床的加工方式是工件旋轉，刀具沿X、Z軸方向進給；鏜床是刀具旋轉，工件沿X、Y方向進給。因此由車、鏜切削參數比較確定改造可行性后，將車床的工件位置與刀具位置互換成為我們面對的主要問題。

2. 結構分析

在設計過程中，我們主要考慮了車、鏜功能的快速切換性能，即可以比較方便地實現車削、鏜銑功能的切換。另外由于車床的特定結構，刀具離主軸承距離較遠，需要增加輔助支撐來提高剛性。

（1）主軸與刀具。為將刀具固定，設計了如圖1所示的結構。

利用原來車床主軸的定位錐孔，將鏜桿用拉桿、鎖緊螺母固定。輔助支撐由2個滑動軸承組

成，安裝在支座上。支座安裝在床身導軌上，以小山導軌以及平導軌定位。輔助支撐中間為刀盤，工作時主軸旋轉，帶動刀盤，完成工件的切削；刀盤上可以安裝1把刀具也可安裝多把刀具實現多把刀具的同時切削。進給動作由床鞍和滑板來實現。刀具的形式如圖2所示。

表2　切削參數對比

圖1　主軸的結構

圖2

（2）夾具主體。車床的滑板導軌為燕尾—鑲條結構，有足夠的承載能力來支撐工件。但是相對與床身長度，滑板的寬度明顯偏小，為了充分利用空間，裝載盡量大的工件，工件夾具如圖3所示。

圖3中蝸母條為待加工的工件，夾具支座用螺栓固定在滑板上，隨著X、Z軸的移動而移動。安裝時已經將原機床的電動刀架拆下，拆卸刀架時需要注意電纜及管路的處理。

改造后的整體效果的截面圖如圖4所示。改造后刀具固定，只能旋轉；工件安裝在滑板上，由原機床的X、Z軸驅動實現數控切削，鏜桿主軸支撐的2個軸承座坐落在安裝在機床床身上的支撐梁上。

圖4所示為特定的零件加工，如將此夾具經過簡單的改裝即可進行傳統鏜床上的鏜孔加工，但這并不是鏜床，所以只能完成相對較為簡單的鏜削加工，若被加工工件需要回轉鏜削，此套夾具將不再適用。當然我們也可在此套夾具上經過一定的改進可以形成Y軸方向的進給和B軸回轉方向的聯動，此時機床就可以實現更多功能的復合加工了。

圖3　滑板上的工件夾具

圖4　安裝后的截面圖

3. 結語

采用本文中的結構，只需要拆卸原有車床的刀架，安裝相應的鏜桿、支座和夾具，即可將一臺數控車床改裝為鏜床使用。從安裝到調試可以使用占用的時間約為1h。

經實際驗證，精度與效率均不低于專用的鏜床，此項改造適用于設備利用率不高，但是加工零件多樣化的工廠車間使用。

收稿日期：（20150310）