精密車床床體孔自動化加工工藝分析

嚴朝寧　辛敏科

摘 要：文章為車加工中心進行工藝優(yōu)化提供一種思路，對車床床體孔加工工藝優(yōu)化進行了探討。新工藝對車床床體孔進行數(shù)控化、自動化、流水線形式的生產(chǎn)，在一次吊裝完成后實現(xiàn)所有孔系的精確自動加工。結(jié)果表明，優(yōu)化后的孔加工自動線顯著提高了加工位置精度和產(chǎn)品質(zhì)量的可控性，提高了加工柔性，提高了產(chǎn)品零部件的一致性，同時降低了勞動強度，實現(xiàn)了制造模式的數(shù)控化、智能化。

關鍵詞：車床床體孔；工藝優(yōu)化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0093-02

1 概 述

普通車床，平床身數(shù)控車床適合從事中小批量、工藝性簡單的工件的生產(chǎn)制造。近年來雖然高端數(shù)控車床的需求量不斷增加，但是其對企業(yè)的資金需求和人員配置都有較高的要求，而普通車床、平床身數(shù)控車床憑借自身優(yōu)良的性價比，維護成本低，從業(yè)人員多的特點，仍然占據(jù)著車床市場的絕對份額，在今后一段時期內(nèi)仍將是市場的主力。因此產(chǎn)品質(zhì)量過硬、價格合理、產(chǎn)能充足是每一個大型車床生產(chǎn)企業(yè)都要面對的問題。

車床床體孔加工自動線是以自動化和智能化加工工藝原則為中心，通過工藝創(chuàng)新，進行的一次工藝流程轉(zhuǎn)換。該工藝通過改變原有的批量生產(chǎn)零件工序分散的加工方式，采用工序集中原則，在一次吊裝后完成所有孔系的精確自動化加工。床體孔加工自動線在不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時生產(chǎn)節(jié)拍、加工制造的柔性、勞動生產(chǎn)率、制造成本等機械加工重要指標均有大幅提升。

2 工序內(nèi)容簡述

以某企業(yè)生產(chǎn)的CDE6140A-10101A/1500床體孔加工在各工位流轉(zhuǎn)為例：

人工上料 → 液壓夾緊 → 滾道線輸送至第一個工位 鉆鉸床身前后面各孔（除進給箱安裝面、后絲杠瓦架面孔） 輸送至翻轉(zhuǎn)機構(gòu) → 床身翻轉(zhuǎn)90 ° → 輸送至第二工位 → 鉆锪鉸床身上下面各孔 → 翻轉(zhuǎn)裝置 → 翻轉(zhuǎn)90 ° → 輸送至第三工位 → 鉆锪鉸進給箱安裝面、后絲杠瓦架安裝面各孔 人工卸下至存放區(qū)，床身孔加工自動線各工序簡圖，如圖1所示。

3 工藝性分析對比

在車床床身孔加工過程中，原先是按勞動組織劃分成若干個大序，在多個工位人工操作普通設備進行加工，實現(xiàn)數(shù)控化流水線作業(yè)以后，實現(xiàn)在一個工位通過滾道線傳輸，在多個工步對床體全部孔系實現(xiàn)高效、精確的數(shù)控化孔加工流水作業(yè)方式，使床體孔加工的精度與一致性得到了極大的提升。

床體孔加工改變了傳統(tǒng)的較大工件的孔加工方式，提高了生產(chǎn)效率，并且在提高員工的勞動生產(chǎn)率的同時降低了勞動強度，工藝改變前后對比分析如下。

3.1 輸送方式改變

床體采用滾道線連續(xù)輸送方式，將床體輸送至不同加工工位，改變了以往床體在不同工序、工位間周轉(zhuǎn)需要多次吊裝的情況，節(jié)約了大量的生產(chǎn)時間，床體便于集中存放，可節(jié)約出大量工序間周轉(zhuǎn)臨時存放空間，極大地減少了在工件周轉(zhuǎn)過程中已加工表面劃傷的可能性。

3.2 加工模式改變

加工模式的改變：床體屬于較大工件（重約2～3 t），傳統(tǒng)孔加工方式采用劃線-搖臂鉆鉆孔、鉆模鉆孔（床頭箱安裝面孔）和配鉆（普通車床齒條面孔）等方式，床體加工線實現(xiàn)了床體孔數(shù)控化加工，采用數(shù)控高效設備，使用雙臥頭，在床體傳輸?shù)郊庸すの粫r對床體兩側(cè)孔系同時進行加工，通過一次裝夾完成全部孔系的加工，極大的提高了對床體孔的加工效率。

3.3 翻轉(zhuǎn)裝置改變

對不同面的加工，以往需要用天吊對床體進行翻轉(zhuǎn)，吊裝到指定位置，完成加工后再次進行吊裝翻轉(zhuǎn)送回存放區(qū)域。床體孔加工自動線設計采用自動翻轉(zhuǎn)裝置，床體在滾道線輸送至翻轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，液壓系統(tǒng)將床體鎖緊在翻轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，對床體進行90 °翻轉(zhuǎn)后放回滾道線，向下一工位傳輸，通過下一工位兩側(cè)的臥頭進行進行與上一工位垂直面的孔系加工。

3.4 加工精度改變

加工精度得到質(zhì)的提升，以往受劃線、搖臂鉆、擺放方式、鉆模情況等多種因素影響，孔的位置度尤其是兩側(cè)面孔系受影響較大，采用床體孔加工數(shù)控線加工，以床體底面為主定位面，液壓夾具夾緊，兩側(cè)數(shù)控臥頭進行加工，床體前面進給箱安裝面，絲杠瓦架面銷孔精度±0.02。

3.5 加工模式改變

加快生產(chǎn)節(jié)拍，降低員工勞動強度。加工方面，由于加工模式的改變，取消了劃線工序，孔加工時床體不必在工序間多次周轉(zhuǎn)和在同一工序中的翻轉(zhuǎn)。原加工方式加工床體兩側(cè)面孔需要要床體向一側(cè)平放、墊平后再進行孔加工作業(yè)，對另一側(cè)面孔加工則需再次對床體進行兩側(cè)90 °翻轉(zhuǎn)在進行加工，完成加工后再次翻轉(zhuǎn)90 °吊往臨時存放區(qū)，待下序使用，采用床體自動線加工后，只需一次吊裝，通過數(shù)控程序自行完成加工，生產(chǎn)節(jié)拍提升60%以上，相同產(chǎn)量人員配置僅為原來的20%，同時勞動強度大幅降低。同時由于孔位置精度的提高，在一定程度上提高了裝配線的裝配效率。

4 新工藝優(yōu)點

在數(shù)控技術不斷發(fā)展進步的基礎上，床體孔加工自動線通過工藝流程的重新規(guī)劃，主要實現(xiàn)了以下目標：

①提高了加工位置精度，在提高產(chǎn)品品質(zhì)的同時為裝配線節(jié)約調(diào)整時間。

②提高了加工柔性，減少胎具投入，取消了鉆模的使用，夾具的加工制造和保管成本；

由于用戶的需求，對床體孔位置進行一定調(diào)整，鉆模無法使用，要對工序進行調(diào)整，通過數(shù)控化加工可以有效解決，不僅節(jié)約了生產(chǎn)準備時間，同時避免了大批量生產(chǎn)產(chǎn)品在工序臨時調(diào)整過程中可能衍生的其他問題。

③提高了產(chǎn)品零部件的一致性，符合批量產(chǎn)品零部件的互換性原則。以往有些位置度要求較高的孔需要配鉆（如：普通車床齒條孔），采用數(shù)控化加工后，提高了零部件的互換性，在設備維修尤其是售后服務方面表現(xiàn)尤為凸出，提高服務效率，提高用戶的好感度。

④提高了員工的勞動生產(chǎn)率，床體孔加工自動線的應用，可以取消劃線工序，淘汰一批低效設備，單位產(chǎn)能的人員配置可降低80%以上。

⑤制造模式向數(shù)控化，智能化邁進的有益探索，由于低效設備的淘汰，為加工車間數(shù)控化規(guī)劃提供了必要的空間。

5 結(jié) 語

床體孔加工自動線加工與傳統(tǒng)工藝相比，是一次制造模式的轉(zhuǎn)變，對大批量生產(chǎn)的零件采用工序集中原則，通過數(shù)控化連續(xù)加工模式，不僅顯著提高了加工效率、降低了生產(chǎn)制造成本，而且也提高了零件的加工精度，使零件的互換性更強，實現(xiàn)了數(shù)控化柔性生產(chǎn)制造。但文章所闡述的方法針對性強，因而后續(xù)工作將與相關企業(yè)聯(lián)合研究，進一步完善了加工中心工藝優(yōu)化的相關理論。

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