臥式車床簡易拉削功能的實現

濟鋼集團重工機械有限公司(山東 濟南 250101）黃一聲

在機械設備制造和修復過程中，有時會遇到需要加工長軸類零件軸端的花鍵、方孔、多邊孔及鍵槽等加工空間狹小但工作行程深度較深的部位，使用傳統的鏜銑或插削方式往往由于機床與工件在空間上干涉而無法實現。使用拉削工藝可以輕松解決這類加工難題，且提高了被加工零件的花鍵、鍵槽等的生產率、精度。但是單獨購置拉床又需要大量資金以及安放場地，單一拉床型號從動力載重能方面也有很大的加工局限性。針對沒有專業拉床的機械加工制造企業，只需要將各種型號臥式車床進行簡單改造，增加一套工藝裝置即可，方法簡單，制造容易，能完全滿足產品質量要求;拆卸方便快捷，用完卸下工裝，又恢復原有車床的車削功能。

1.拉削加工的優點

與其他切削加工工藝方法相比，拉削加工具有以下優點:

(1)拉刀同時工作的刀刃多，切削刃比較長，一次性能夠完成粗、半精及精加工，生產效率非常高。

(2)具備較高的加工精度和較低的表面粗糙度值，對于一般鍵槽、圓孔、花鍵來說，拉削可以達到精度等級8級，表面粗糙度值Ra=6.3～3.2μm;尤其使用特種刀具更具備優勢，例如拉刀尾部帶壓光環、刀齒帶側刃或者采用整形拉刀加工時精度等級可達6～7級以上，表面粗糙度值可達到 Ra=1.6μm。

(3)拉刀使用壽命高，由于拉削速度低，如采用較好的冷卻潤滑液，即可有效減少刀具的磨損。

(4)拉刀屬于標準刀具，購置方便，尤其在批量生產中，要求具有較高精度的花鍵和鍵槽等均可采用拉削加工。

(5)拉削范圍廣，尤其適用于其他加工方法無法或難以加工的異形截面孔的加工。

2.實現原理及功能概述

車削和拉削是兩種不同的切削方式，要實現功能的轉變，主要是解決以下兩個問題:

(1)將車削的回轉運動，轉變成拉削的直線往復運動。

(2)使機床的主軸只輸出轉矩而避免承受拉力。

工藝裝置如附圖所示，主要由拉削裝置和浮動裝置兩部分組成:拉削裝置通過與機床主軸聯接，安裝在前支架8上，將主軸的回轉運動轉變為傳動絲杠7的直線往復運動并起到卸荷作用;浮動裝置安裝在后支架20上，起到支撐及定位補償作用。

工藝裝置結構原理圖

工藝裝置原理如下:通過螺紋聯接螺母1與車床主軸，螺釘2用來緊固螺母1、4的壓配組合件。機床起動后主軸帶動螺母1，螺母1帶動螺母4，通過螺母4與傳動絲杠7的嚙合作用，即可將車床主軸的回轉運動轉換為傳動絲杠7的軸向往復運動。為了保證運動的有效轉換，設計一種定位導向系統，導桿9右端與導向臂10用固定螺釘固定，導向臂10用固定鍵11和螺母12固定在傳動絲杠7上，這樣如果傳動絲杠7想要隨主軸轉動，就會帶動導桿9轉動，而導桿9左端穿過前支架8的內孔中就保證了其只能滑動不能轉動，此結構確保了當車床主軸正、反轉時，傳動絲杠7不隨之轉動而只能作軸向往復運動。止推軸承3、止推盤5、定位套6及固定在車床導軌上的前支架8共同組成卸荷裝置，確保機床主軸只輸出轉矩而不承受軸向拉力，拉削時傳動絲杠產生的軸向拉削力，通過螺母4、1的組合傳導至止推軸承3，止推軸承3左側隨主軸轉動，右側不動，將載荷通過止推盤5及定位套6傳導給前支架8，這樣軸向載荷就通過卸荷裝置傳遞至機床床身承受。定位螺母15、緩沖彈簧16、球形支座17和球形定位環18以及定位套19共同組成浮動裝置，通過載體后支架20安裝到機床導軌24上，能夠對工件23起到一定的支撐作用，并補償工件端面對加工孔軸線的垂直誤差，可以防止拉孔時拉刀偏斜并降低拉刀折損風險。

具體操作方法如下:將拉刀夾頭與傳動絲杠用螺紋聯接，并用螺母鎖緊。實現拉削功能時，拉刀穿過零件加工孔裝在拉刀夾頭中，并將加工孔所在一側端面緊靠在定位套上，打開切削液，噴頭對準拉刀的切削刃，起動操作按鈕，機床主軸正轉，傳動絲杠帶動拉刀移動進行拉削。拉削完畢后停車，機床反轉時，拉刀快速退回原位，完成拉削運動循環。

3.工藝裝置制造及安裝注意事項

(1)本裝置對傳動絲杠和螺母的傳動精度要求并不太高，由于此傳動副主要承受拉力，所以建議螺母材料采用高強度的球墨鑄鐵，絲杠材料采用40Cr或45鋼，鍛造后進行調制處理，保證其強度。

(2)為盡量避免機床主軸承受拉力而使拉力完全傳導至前支架8，要求定位套6兩端面進行磨削加工，其平行度不大于0.01mm/100mm。

(3)同樣為了將拉力傳導至床身并增加前支架的剛度，前支架的底面與端面的垂直度不大于0.03mm/300mm并且支架底面與導軌的接觸面要求刮研后不小于15點/(25mm×25mm)。

(4)必要時可以在導軌之間增設緊固板以增強前后支架的強度和剛度。

由于這種簡易工藝裝置的實用性、可拆卸性良好，成本低廉，產品質量好，既省去了機械加工企業購置專業機床的大量資金，又增強了普通機床的通用性及新功能拓展。我們已經將此裝置廣泛應用于各種回轉體軸端的異形截面孔的加工，并在與同行業的技術交流中進行了推廣，具有極好的社會效益。