數控車床床鞍加工工藝的改進

柴紅艷，李芷昕，洪鐘秀

（昆明鐵道職業技術學院，云南 昆明 650200）

T20-05001L1（如圖1 所示）是一款普及型數控車床的床鞍床鞍，其加工工藝從公司成立就一直在沿用。隨著加工設備的更新，原產品加工工藝已顯落后，在實際生產中指導性不強，為進一步提高生產效率，提高零件加工質量，以現有加工設備和加工能力為基礎，修正加工工藝迫在眉睫。

在實際裝配中，通過檢測，發現安裝導軌滑塊面的平行度、導軌平行度和平面度均未達到質量要求。床鞍是機床上的關鍵部件，其加工質量對整臺機床的加工精度有直接影響，改進前的加工工藝是采用普通銑床、刨床及鉆床對床鞍進行加工，因設備落后導致生產效率低、勞動強度大，關鍵加工精度很難保證，這樣的狀況已經嚴重制約了企業的發展。

圖1 床鞍

1 床鞍加工工藝的改進

1.1 改進前的工藝方案

改進前的床鞍加工工藝如下：鑄-人工時效-劃線-粗銑底面-粗銑頂面-粗鏜-二次人工時效-半精銑底面-半精銑頂面-劃線-鉆孔-精銑底面-精銑頂面-精鏜-鉆孔-鉗-檢驗-漆。該加工工藝使用了多種加工設備，從劃線工序開始按加工順序依次為平板、立式銑床、立式銑床、鏜床、立式加工中心、立式加工中心、平板、搖臂鉆床、數控龍門銑床、數控龍門銑床、鏜床、搖臂鉆床，其中半精加工到完工工序之間，更換了6 次設備，裝夾、定位次數更是達到了8 次之多，帶來最直接的影響就是低效率、低加工精度。由此可以看出，此加工工藝較落后，亟待改善。

1.2 改進后的床鞍工藝方案

改進后的床鞍加工工藝如下：鑄-人工時效-劃線-粗銑底面、粗銑頂面-粗鏜-二次人工時效-打碼-半精銑A 面、C 面及相關尺寸-刨消氣槽-精銑A 面、C 面及相關尺寸-鉗-檢-漆（圖2）。其中，二次人工時效之前的粗加工工序由協作廠家完成，現只需完成半精加工和精加工工序。使用的加工設備僅兩種，加工順序依次為五面體加工中心-牛頭刨床-五面體加工中心，主要尺寸的裝夾、定位次數僅為三次。通過對比，改進后的加工工藝有以下幾點優勢：（1）采用五面體加工中心(XH2416）完成鉆孔和精加工工序，裝夾、定位次數減少，提高了加工精度。（2）增加了牛頭刨床刨消氣槽，有利于提高裝配精度。（3）減少了劃線鉆孔工序，降低了生產時間和物料轉運時間，提高了生產效率。

圖2 床鞍局部結構圖

2 床鞍加工工藝優化的結果

2.1 節約了制造成本

改進后的加工工藝，所用設備的種類和數量都相應減少：設備種類由四類機床減少為兩類，設備數量由五臺機床減少為三臺。老工藝里的四類機床為鏜床、數控龍門床、搖臂鉆床、立式加工中心，其設備的預估價值如下：T68 鏜床32 萬、數控龍門銑床300 萬、搖臂鉆床12 萬、立式加工中心20 萬，設備總價值為364 萬。新工藝里所用的兩類設備預估價值如下：牛頭刨床3 萬，五面體加工中心160 萬×2 臺，設備總價值為323 萬，設備成本有所降低。另外，新工藝中機床種類數量的減少，減少了零件加工輔助時間，節約了生產占地面積，簡化了生產計劃和生產管理，減少了了人工數量，整個生產成本得以降低。

具體節約成本如下（按每月生產200 件計算）：（1）床鞍鉆孔的劃線工序，減少3 個工時（約30 分鐘），每個工時的工資為3 元，每年可節約3×3 元×200 件×12 月=2.16 萬元。（2）減少了5 次零件定位、裝夾的次數，按每次定位、裝夾1 個工時（10 分鐘）計算，每年可節約5次 ×3 元×200 件 ×12 月=3.6 萬元。（3）設備的數量減少后，節約了兩個操作工人的人工成本：3500 元×2 人×12 月=8.4 萬元。（4）每件床鞍節約的物料轉運時間按4 個工時（40 分鐘）計算，節約成本為3 元×4×200 件×12 月=2.88 萬元。

綜上所述，工藝改進后每年至少可為企業節約17 萬元（減少的水電費未計算在內）。

2.2 提高了零件加工精度

工藝改進前所使用的立式加工中心穩定性不好，加工過程中需要與臥式銑床一起配合使用，例如需要在同一個面上進行平面銑削和鉆孔加工，老工藝里采用的是劃線鉆孔的加工方法，位置精度較差，而工藝改進后所使用的五面體加工中心，一次裝夾便能完成面和孔的加工，形位公差可以控制在0.03mm 以內，對于一些重要的配合尺寸可以較好的保證精度要求。

工藝改進后，在一臺五面體加工中心設備上，半精加工和精加工只需要裝夾兩次就可以完成所有工序的加工。由于一次裝夾可實現多個表面的加工，確保了加工表面之間的位置精度；同時減少的裝夾次數和加工輔助時間，大大縮短生產周期，提高了企業生產效益。

對于采用新工藝加工的床鞍，隨機抽樣了10 件進行檢驗，檢驗結果全部合格。見表1。

表1 工藝改進后床鞍抽樣檢驗單

2.3 提高了生產效率

床鞍的加工工藝改進后，取消了鉆孔劃線工序，裝夾、定位次數由六次減少到三次，加工設備由四類五臺減少到兩類三臺，這一系列的改進降低了零件搬運、裝夾、定位等加工輔助時間。根據上述節約成本核算，每件床鞍的生產時間節約了1h，大大提高了生產效率。