關于簡易數控車床床身及冷卻液輸出方式的改造

孫芳+王瑰麗+康霞

摘??要：隨著近幾年工業現代化的發展，數控車床越來越多地被應用在機械加工生產領域中，其具有高度柔性、加工精度高、質量穩定、一致性好等特點，能改善操作者的勞動條件。數控車床的主軸、尾座和床身等部件的布局形式與臥式車床基本一致，但刀架和導軌的布局形式發生了根本變化，直接影響了數控車床的使用性能和機床的結構、外觀。目前，數控車床一般有全功能數控車床、簡易數控車床和加工中心等。

關鍵詞：床身排屑槽;冷卻液;數控車床;機床

中圖分類號：TG519.1??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.073

相比于全功能數控車床而言，簡易數控車床價格適中、操作簡單、維護和使用費用較低，更適用于日常機械加工，但此類車床也存在許多缺點，比如冷卻液的輸出必須手工調整其噴射方向;排屑槽空間太小、排屑不便等。這些因素會增加操作者的勞動強度、降低刀具的使用壽命，進而影響了產品批量化的生產要求。為了改善這種狀況，應對簡易數控車床進行一系列的改造，充分發揮其優勢。

以CK6152型簡易數控車床為例，此系列數控車床的結構采用臥式平床身，導軌經超音頻淬火、精密磨削，機床機械部分重要零件經強化處理，剛性好;精度保持性高，四工位刀架，刀架采用端齒盤定位，定位精度高;可進行各種回轉體零件的外圓、內孔、端面、切槽、螺紋、錐面和圓弧面的柱面車削加工，并可用于鉆孔、絞孔等加工。

1??項目提出的背景

簡易數控車床床身門板由螺絲固定在床身上，不便插卸。在產品的大批量生產過程中，排屑槽空間小、排屑不便，導致操作者的勞動強度增加，生產效率低;簡易數控車床的冷卻液輸出管外接，零件在加工過程中需要操作者手工調整冷卻液的噴射方向，影響了刀具的使用壽命，且不利于安全生產。

2??改造方案

2.1??將排屑槽變封閉為開放，增大排屑空間

將簡易數控機床后床身用切割機切開，加裝合頁，將固定封閉的門板變為自由打開的門板，從而加大排屑空間，操作者不用頻繁地在前床身車門的小空間中清理鐵屑，降低了操作者的勞動強度，提高了安全性。改造前、后的效果如圖1和圖2所示。

圖1??改造前的簡易數控機床????????圖2??改造后的簡易數控機床

2.2??冷卻裝置的改造

冷卻裝置系統改進前，由于其冷卻液輸出口裝置外接，冷卻液由固定在縱向拖板上的冷卻管延伸，并通過蛇皮管連接來實現，刀臺在每次換刀后，需要操作者打開數控車床床身車門，根據其刀具的車削位置自行調整冷卻接管的方向，以確保冷卻液噴射到刀尖位置，這樣才能使刀具充分冷卻，滿足產品的加工精度。此類冷卻裝置在零件的深孔加工中易出現冷卻不充分的現象，進而造成零件的精度和表面粗糙度難以達到工藝要求，使刀具更換頻繁、消耗量大。改進前的刀臺如圖3所示。

改進前，該車床刀臺上固定有上刀臺、下刀臺、墊鐵，三者通過螺栓連接，是該車床的換刀鎖緊機構。通過不斷摸索并參照全功能數控車床冷卻液輸出裝置發現，可以利用床身刀臺連接冷卻液輸出管，以實現各刀位的冷卻、滿足生產需要、節省不必要的刀具浪費。改進后的刀臺如圖4所示。

圖3??改進前的刀臺???????????????圖4??改進后的刀臺

改進后的機床附件有上刀臺、下刀臺、墊鐵三處，還包括自制冷卻接管（尼龍調整半球、墊片）、密封銅套、接管。

2.2.1??改造方法和步驟

改造分以下4步：①根據測量結果，在上刀臺處對稱劃159.5腰線和十字線8處，同時，劃出側面出水孔位線4處;②在上刀臺上鉆、攻絲8-M10×1，在螺紋旁鉆、攻絲8-M6;③下刀臺與上刀臺之間的配座通孔為Ф10，沉孔為Ф17，深28，并在此處加密封銅套與彈簧;④墊鐵上方鉆孔與側面螺孔相通，通過轉接管接機床冷卻蛇皮管，同時，接通墊鐵上銑冷卻槽與冷卻液連接孔。

2.2.2??改進后的工作原理

冷卻蛇皮管直接與側面螺紋孔連接，當冷卻液接通后，冷卻液流入墊鐵，通過冷卻出水槽流入連接孔進入下刀臺。在換刀時，冷卻液通過上刀臺對應的冷卻液輸出孔噴出。刀臺上方4處噴孔在不使用時，用螺母加墊片將孔堵住即可。改進后，冷卻噴口與各刀位刀尖位置相對應，通過內部尼龍球可調整噴射方向，操作者在裝好刀具后，可根據其車削形狀提前調整冷卻方向，不需頻繁打開簡易數控床身車門來調整蛇皮管冷卻液的噴射方向，這樣大大降低了操作的勞動強度，提高了產品的生產效率;冷卻液噴灑在每把刀的刀尖位置，深孔加工時零件內孔的精度和表面粗糙度得到了很大的改善，極大地延長了刀具的使用壽命。

3??結束語

簡易數控車床床身的改造加大了排屑空間、降低了操作者

的勞動強度、提高了安全性。對冷卻液輸出方式的改造，改善了深孔加工中零件內孔的精度和表面粗糙度，提高了刀具的使用壽命，適用于所有同類型的塔式刀臺類的簡易數控冷卻液輸出裝置，具有很高的應用推廣價值。

參考文獻

[1]王愛玲，張吉堂，吳雁.現代數控原理及控制系統[M].北京：國防工業出版社，2009.

[2]王愛玲.現代數控機床結構與設計[M].北京：國防工業出版社，2014.

[3]王愛玲.機床數控技術[M].北京：高等教育出版社，2013.

作者簡介：孫芳（1980—），女，工程師，畢業于忻州工業學院機械制造專業，主要從事軍品機械加工技術研究。

〔編輯：張思楠〕

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Sun?Fang，?Wang?Guili，?Kang?Xia

Abstract：?With?the?development?of?modern?industry?in?recent?years，?numerically?-?controlled?lathes?are?increasingly?being?used?in?machining?production?area，?which?has?a?highly?flexible，?high?precision，?stable?quality，?consistency?and?good?features，?can?improve?operator?working?conditions.?Layout?form?spindle?Numerically-controlled?lathe，?tailstock?and?bed?and?other?parts?of?the?horizontal?lathe?basically?the?same，?but?the?layout?of?the?form?guide?holder?and?a?fundamental?change，?a?direct?impact?on?the?performance?of?numerically-controlled?lathe?and?machine?tools，?construction，?appearance.?Currently，?there?are?full-function?numerically-controlled?lathe?numerically-controlled?lathe?general，?simple?numerically-controlled?lathes?and?machining?centers.Key?words：?bed?flutes;?coolant;?numerically-controlled?lathe;?machine?tools