數(shù)控車床床鞍加工工藝的改進(jìn)

柴紅艷，李芷昕，洪鐘秀

（昆明鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650200）

T20-05001L1（如圖1 所示）是一款普及型數(shù)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(shè)備的更新，原產(chǎn)品加工工藝已顯落后，在實際生產(chǎn)中指導(dǎo)性不強(qiáng)，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，提高零件加工質(zhì)量，以現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力為基礎(chǔ)，修正加工工藝迫在眉睫。

在實際裝配中，通過檢測，發(fā)現(xiàn)安裝導(dǎo)軌滑塊面的平行度、導(dǎo)軌平行度和平面度均未達(dá)到質(zhì)量要求。床鞍是機(jī)床上的關(guān)鍵部件，其加工質(zhì)量對整臺機(jī)床的加工精度有直接影響，改進(jìn)前的加工工藝是采用普通銑床、刨床及鉆床對床鞍進(jìn)行加工，因設(shè)備落后導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大，關(guān)鍵加工精度很難保證，這樣的狀況已經(jīng)嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展。

圖1 床鞍

1 床鞍加工工藝的改進(jìn)

1.1 改進(jìn)前的工藝方案

改進(jìn)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(shè)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(shù)控龍門銑床、數(shù)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(shè)備，裝夾、定位次數(shù)更是達(dá)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(jìn)后的床鞍工藝方案

改進(jìn)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(guān)尺寸-刨消氣槽-精銑A 面、C 面及相關(guān)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(xié)作廠家完成，現(xiàn)只需完成半精加工和精加工工序。使用的加工設(shè)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(shù)僅為三次。通過對比，改進(jìn)后的加工工藝有以下幾點(diǎn)優(yōu)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(shù)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(chǎn)時間和物料轉(zhuǎn)運(yùn)時間，提高了生產(chǎn)效率。

圖2 床鞍局部結(jié)構(gòu)圖

2 床鞍加工工藝優(yōu)化的結(jié)果

2.1 節(jié)約了制造成本

改進(jìn)后的加工工藝，所用設(shè)備的種類和數(shù)量都相應(yīng)減少：設(shè)備種類由四類機(jī)床減少為兩類，設(shè)備數(shù)量由五臺機(jī)床減少為三臺。老工藝?yán)锏乃念悪C(jī)床為鏜床、數(shù)控龍門床、搖臂鉆床、立式加工中心，其設(shè)備的預(yù)估價值如下：T68 鏜床32 萬、數(shù)控龍門銑床300 萬、搖臂鉆床12 萬、立式加工中心20 萬，設(shè)備總價值為364 萬。新工藝?yán)锼玫膬深愒O(shè)備預(yù)估價值如下：牛頭刨床3 萬，五面體加工中心160 萬×2 臺，設(shè)備總價值為323 萬，設(shè)備成本有所降低。另外，新工藝中機(jī)床種類數(shù)量的減少，減少了零件加工輔助時間，節(jié)約了生產(chǎn)占地面積，簡化了生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)管理，減少了了人工數(shù)量，整個生產(chǎn)成本得以降低。

具體節(jié)約成本如下（按每月生產(chǎn)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(jié)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(shù)，按每次定位、裝夾1 個工時（10 分鐘）計算，每年可節(jié)約5次 ×3 元×200 件 ×12 月=3.6 萬元。（3）設(shè)備的數(shù)量減少后，節(jié)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(jié)約的物料轉(zhuǎn)運(yùn)時間按4 個工時（40 分鐘）計算，節(jié)約成本為3 元×4×200 件×12 月=2.88 萬元。

綜上所述，工藝改進(jìn)后每年至少可為企業(yè)節(jié)約17 萬元（減少的水電費(fèi)未計算在內(nèi)）。

2.2 提高了零件加工精度

工藝改進(jìn)前所使用的立式加工中心穩(wěn)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(jìn)行平面銑削和鉆孔加工，老工藝?yán)锊捎玫氖莿澗€鉆孔的加工方法，位置精度較差，而工藝改進(jìn)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(nèi)，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(jìn)后，在一臺五面體加工中心設(shè)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(xiàn)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(shù)和加工輔助時間，大大縮短生產(chǎn)周期，提高了企業(yè)生產(chǎn)效益。

對于采用新工藝加工的床鞍，隨機(jī)抽樣了10 件進(jìn)行檢驗，檢驗結(jié)果全部合格。見表1。

表1 工藝改進(jìn)后床鞍抽樣檢驗單

2.3 提高了生產(chǎn)效率

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