基于環(huán)形零件加工的機(jī)床改進(jìn)

何朝均

摘要：文章結(jié)合某環(huán)形零件加工實(shí)例，從環(huán)形零件加工的角度入手，對機(jī)床結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化的主要策略進(jìn)行了分析與探討，同時(shí)簡要研究了在機(jī)床改進(jìn)期間的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，希望以上相關(guān)問題的研究能夠引起各方關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：環(huán)形零件；加工；機(jī)床；改進(jìn)

環(huán)形零件在當(dāng)前多個行業(yè)與領(lǐng)域中均有著非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。由于環(huán)形零件的外觀較為特殊，故而在加工過程當(dāng)中存在比較大的難度。特別是在使用數(shù)控車床對環(huán)形零件進(jìn)行大批量加工的過程當(dāng)中，稍有不慎就會導(dǎo)致加工質(zhì)量大打折扣。針對此問題，就需要結(jié)合環(huán)形零件的加工特點(diǎn)，對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的改進(jìn)與優(yōu)化，本文即圍繞該問題做詳細(xì)分析與探討。

1.實(shí)例分析

以對某環(huán)形零件的加工為例，該加工作業(yè)具有大批量生產(chǎn)特點(diǎn)，且對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量性能有比較嚴(yán)格的要求（合格產(chǎn)品需要達(dá)到外觀無夾渣，裂紋，無毛刺等明顯缺陷，且手摸無割手感等要求）。同時(shí)，該環(huán)形零件的尺寸也有嚴(yán)格要求（自身重量需要控制在115.0g左右，同時(shí)外圓兩側(cè)倒角需要按照0.2*45°標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制）。根據(jù)以上要求，生產(chǎn)作業(yè)實(shí)踐中使用CKA6150#數(shù)控車床完成對該環(huán)形零件的加工作業(yè)，加工過程當(dāng)中選擇無縫鋼管作為毛坯材料，長度為23.5cm，內(nèi)孔徑尺寸為6.75cm。在對該環(huán)形零件加工過程進(jìn)行全面分析期間發(fā)現(xiàn)：在使用該數(shù)控車床進(jìn)行加工期間，零件的精度以及重量比較理想，但在裝夾環(huán)節(jié)中還存在有比較大的缺陷，即裝夾環(huán)節(jié)的輔助時(shí)間較長，加工效率相對較低，且成本較高。因此，就需要結(jié)合對該環(huán)形零件進(jìn)行加工的實(shí)際情況，采取各種手段與措施，對輔助時(shí)間進(jìn)行合理的控制，通過改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)的方式，使環(huán)形零件的加工更加有效。

2.基于環(huán)形零件的機(jī)床改進(jìn)策略

2.1 對三抓卡盤的改進(jìn)

從常規(guī)車削加工工藝的角度上來說，在對環(huán)形零件進(jìn)行加工的過程當(dāng)中，需要采取的工作步驟為：將毛坯裝夾在三爪卡盤之上，切削外圓并按照7.85cm標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，然后逐件切斷。但在這一操作過程當(dāng)中，最主要的問題是：在完成每個階段的裝夾工作之后，僅能夠完成2～3件的切斷作業(yè)，無法滿足代加工零件在大批量生產(chǎn)方面的基本要求。因此，工作人員嘗試從三爪卡盤自動定心工作原理的分析角度入手，對三爪卡盤現(xiàn)有的裝夾方式進(jìn)行改進(jìn)。

結(jié)合整個機(jī)床加工環(huán)形零件的流程角度上來說，由于前一工序中毛坯內(nèi)孔尺寸已經(jīng)完成了加工作業(yè)，故而為工件在后續(xù)環(huán)節(jié)中的裝夾提供了必要的支持，通過精準(zhǔn)的工作基面，使工件在裝夾于三爪卡盤的過程當(dāng)中形成一個圓柱體（圓柱體基本尺寸為：長度25.0cm，外直徑為6.8cm），同時(shí)在軸向方向?qū)⑵淝袨槿陫A角均為120°的扇形，，然后將以上三瓣夾角均焊接在三爪卡盤所對應(yīng)的三個爪之上。

在對該工藝進(jìn)行此種改進(jìn)以后，可以在每次完成對毛坯的安裝作業(yè)組以后，一段一段的進(jìn)行切削加工，直至完成對整個毛坯的加工作業(yè)。還需要特別注意的一點(diǎn)是：為了確保焊接反爪與軸心線所對應(yīng)的同軸度符合要求，還需要在焊接完成后，裝夾在車床，表面外軸圓車削1.0mm，以保障改進(jìn)的效果。

2.2 對尾座進(jìn)給方式的改進(jìn)

由于前面所提到的對三爪卡盤改進(jìn)的內(nèi)容當(dāng)中涉及到對反爪的應(yīng)用，而反爪的應(yīng)用還導(dǎo)致自身的切削受力條件受到不良的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)彎曲變形的問題。因此，就需要在實(shí)際作業(yè)的過程當(dāng)中使用頂尖對工裝進(jìn)行支撐。然而，對于較長的毛坯而言，為了能夠一次性完成加裝～生產(chǎn)的各道工序，可能導(dǎo)致工裝與尾座所對應(yīng)的位置較少，無法滿足本環(huán)節(jié)環(huán)形零件加工的具體需求。針對存在的這一問題，還需要在基于環(huán)形零件加工的實(shí)際情況下，將對尾座進(jìn)給方式的改變作為主要的調(diào)整內(nèi)容之一。

在對尾座進(jìn)給方式進(jìn)行與俺就的過程當(dāng)中，首先需要將原尾座中存在的首輪予以卸載，然后在該位置裝設(shè)獨(dú)立的三家皮帶輪，同時(shí)尾座上方平行設(shè)置一臺直流電機(jī)，在直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)作用力的影響下，對頂尖快速進(jìn)退。

通過對機(jī)床進(jìn)行的此類改進(jìn)，能夠使直流電機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)，能夠改變傳統(tǒng)意義上首搖進(jìn)給的方式，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槲醋髯詣涌焖龠M(jìn)給的方式，同時(shí)在降低工作人員操作強(qiáng)度，提高工作效率方面也有一定價(jià)值。

3.機(jī)床改進(jìn)中的注意事項(xiàng)

同時(shí)，為了能夠使基于環(huán)形零件加工的機(jī)床在加工零件方面的優(yōu)勢更加確切，還需要在機(jī)床結(jié)構(gòu)的改進(jìn)升級過程當(dāng)中，注意以下幾個方面的問題：首先，在對毛坯基礎(chǔ)進(jìn)行裝夾的過程當(dāng)中，三爪卡盤上搬受手需要通過反轉(zhuǎn)的方式與工件相互穩(wěn)固，避免在機(jī)床運(yùn)行的過程當(dāng)中發(fā)生正轉(zhuǎn)卡盤的問題；其次，在機(jī)床切斷零件前，需要先進(jìn)入三角槽內(nèi)，通過加工的方式形成0.2*45°倒角，然后再對部分零件進(jìn)行切除，以達(dá)到批量生產(chǎn)環(huán)形零件的目的；第三，在對尾座進(jìn)給方式進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)之上，改進(jìn)后的電氣部分使用時(shí)首先需要對整個機(jī)床所對應(yīng)的外部速度進(jìn)行調(diào)整（將其調(diào)整為零值），通過此種方式，避免在機(jī)床生產(chǎn)作業(yè)實(shí)施過程當(dāng)中出現(xiàn)瞬時(shí)性大電流，避免其對US控制器造成不良影響；第四，在對尾座進(jìn)給方式進(jìn)行改進(jìn)的過程當(dāng)中，采用發(fā)電機(jī)回授電壓控制系列產(chǎn)品，若選擇其他品牌的電機(jī)，則需要根據(jù)所選擇的品牌電機(jī)性能，對發(fā)電機(jī)所對應(yīng)的回授電壓進(jìn)行合理調(diào)整；第五，在對皮帶旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行更換前，需要對控制器背面接線座上的CW以及COM跳線進(jìn)行對調(diào)。

4.結(jié)束語

通過對以上改進(jìn)措施的落實(shí)，使得環(huán)形零件的加工效率得到了有效的提升。結(jié)合觀察得到的數(shù)據(jù)來看，在改進(jìn)前，環(huán)形零件加工過程當(dāng)中制作1件的耗時(shí)在90s左右。經(jīng)過改進(jìn)后，環(huán)形零件加工過程當(dāng)中制作1間的耗時(shí)不足40s，由此達(dá)到了縮短環(huán)形零件加工時(shí)間，降低加工成本，提高加工作業(yè)效率等多個方面的目的。

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