基于環(huán)形零件加工的機床改進

朱金鑫 黃運新

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院實訓中心,湖北武漢 430050)

1 問題提出

我院工程訓練中心為了基于生產(chǎn)過程的實訓教學,對外協(xié)作加工環(huán)形零件,如圖1所示。從數(shù)量來看,屬于大批量生產(chǎn)加工,而且要求生產(chǎn)產(chǎn)品外觀無夾渣、裂紋、毛刺等缺陷,手摸無割手感,重量要求在115克左右,外圓兩邊倒角0.2×45°。工程訓練中心根據(jù)實際情況,就在CKA6150數(shù)控車床上加工此零件,毛坯是235 mm長、內(nèi)孔尺寸67.3±0.15 mm加工好的無縫銅管。加工過程中,零件的精度與重量比較容易保證,但就是在裝夾過程中,輔助時間較長,加工效率低,成本增加,所以需要想辦法縮短輔助時間,也就是要對機床部分結(jié)構(gòu)進行改進。

圖1 零件圖

2 三爪卡盤的改進

按照常規(guī)車削加工工藝步驟,這道工序是毛坯夾在三爪卡盤上,切削外圓至尺寸78.7±0.10 mm;然后一件一件切斷。但每次裝夾完畢后,最多只能切斷兩三件,不符合批量生產(chǎn)的要求。根據(jù)三爪卡盤自動定心原理,對三爪卡盤的裝夾方式進行改進。因為前一道工序毛坯內(nèi)孔尺寸加工完畢,充分利用這個精基準面夾住工件,這時做一個類似心軸的圓柱體,外徑68 mm、長度 250 mm,在軸向?qū)⑵淝袨槿陫A角互為120°的扇形體,并把這三瓣分別準確地焊接在卡盤的三個爪上,如圖2、圖3所示。

圖2 改進后示意圖

圖3 改進后的實物圖

為了保證焊接上去的延長反爪與主軸軸心線同軸度,可以在焊接結(jié)束后,裝夾在車床,表面外圓車削1 mm左右,這種裝夾方式,可以每次安裝好毛坯后,一段一段切削加工完整段毛坯。

3 尾座的改進

由于反爪延長,切削受力容易彎曲,必須使用頂尖支撐工裝。毛坯比較長,造成尾座固定位置距離工裝比較遠,每次頂出需要手搖尾座手柄,增加了輔助時間;所以,尾座進給方式也需要改進,就是想辦法使手搖方式改進為自動快速進給方式,降低操作人員的勞動強度,提高工作效率。改進前需要卸下原尾座手輪,裝上獨立三角皮帶輪,而且在尾座上方平面位置安裝一臺直流電機,通過直流電機旋轉(zhuǎn),自動控制頂尖快速進退。如圖4就是改進后的機床示意圖、圖5是實物照片、圖6是電氣控制圖。

圖4 改進后的示意圖

圖5 改進后的實物圖

圖6 電氣控制圖

4 注意事項

(1)裝夾毛坯時,三爪卡盤搬手反轉(zhuǎn)脹緊工件,防止正轉(zhuǎn)卡盤。

(2)切斷零件前,應先切入三角槽,預先加工出0.2×45°的倒角,然后再切斷。

(3)改進后的尾座電氣部分使用時,請先將外部速度調(diào)整至“0”,以避免產(chǎn)生瞬時大電流,造成US控制器損毀。

(4)尾座改進產(chǎn)品系采用發(fā)電機回授電壓控制,若使用其它品牌電機,其發(fā)電機回授電壓須作調(diào)整。

(5)欲變換皮帶旋轉(zhuǎn)方向,須調(diào)換控制器背面接線座上COM與CW的跳線。

5 效 果

通過以上改進,加工環(huán)形零件時,比原來末改進前效率大大提高,原來3 min只能做4件,現(xiàn)在3 min可以做7件,降低了加工成本,提高了勞動生產(chǎn)率。

1 蘇建修.機械制造礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004