基于環形零件加工的機床改進

何朝均

摘要：文章結合某環形零件加工實例，從環形零件加工的角度入手，對機床結構改進優化的主要策略進行了分析與探討，同時簡要研究了在機床改進期間的幾點注意事項，希望以上相關問題的研究能夠引起各方關注與重視。

關鍵詞：環形零件；加工；機床；改進

環形零件在當前多個行業與領域中均有著非常廣泛的應用價值。由于環形零件的外觀較為特殊，故而在加工過程當中存在比較大的難度。特別是在使用數控車床對環形零件進行大批量加工的過程當中，稍有不慎就會導致加工質量大打折扣。針對此問題，就需要結合環形零件的加工特點，對機床結構進行合理的改進與優化，本文即圍繞該問題做詳細分析與探討。

1.實例分析

以對某環形零件的加工為例，該加工作業具有大批量生產特點，且對生產產品的質量性能有比較嚴格的要求（合格產品需要達到外觀無夾渣，裂紋，無毛刺等明顯缺陷，且手摸無割手感等要求）。同時，該環形零件的尺寸也有嚴格要求（自身重量需要控制在115.0g左右，同時外圓兩側倒角需要按照0.2*45°標準進行控制）。根據以上要求，生產作業實踐中使用CKA6150#數控車床完成對該環形零件的加工作業，加工過程當中選擇無縫鋼管作為毛坯材料，長度為23.5cm，內孔徑尺寸為6.75cm。在對該環形零件加工過程進行全面分析期間發現：在使用該數控車床進行加工期間，零件的精度以及重量比較理想，但在裝夾環節中還存在有比較大的缺陷，即裝夾環節的輔助時間較長，加工效率相對較低，且成本較高。因此，就需要結合對該環形零件進行加工的實際情況，采取各種手段與措施，對輔助時間進行合理的控制，通過改進機床結構的方式，使環形零件的加工更加有效。

2.基于環形零件的機床改進策略

2.1 對三抓卡盤的改進

從常規車削加工工藝的角度上來說，在對環形零件進行加工的過程當中，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標準進行控制，然后逐件切斷。但在這一操作過程當中，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，無法滿足代加工零件在大批量生產方面的基本要求。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，對三爪卡盤現有的裝夾方式進行改進。

結合整個機床加工環形零件的流程角度上來說，由于前一工序中毛坯內孔尺寸已經完成了加工作業，故而為工件在后續環節中的裝夾提供了必要的支持，通過精準的工作基面，使工件在裝夾于三爪卡盤的過程當中形成一個圓柱體（圓柱體基本尺寸為：長度25.0cm，外直徑為6.8cm），同時在軸向方向將其切為三瓣夾角均為120°的扇形，，然后將以上三瓣夾角均焊接在三爪卡盤所對應的三個爪之上。

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

2.2 對尾座進給方式的改進

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

在對尾座進給方式進行與俺就的過程當中，首先需要將原尾座中存在的首輪予以卸載，然后在該位置裝設獨立的三家皮帶輪，同時尾座上方平行設置一臺直流電機，在直流電機旋轉作用力的影響下，對頂尖快速進退。

通過對機床進行的此類改進，能夠使直流電機處于正常運行狀態下，通過對機床結構進行的改進，能夠改變傳統意義上首搖進給的方式，將其轉變為未作自動快速進給的方式，同時在降低工作人員操作強度，提高工作效率方面也有一定價值。

3.機床改進中的注意事項

同時，為了能夠使基于環形零件加工的機床在加工零件方面的優勢更加確切，還需要在機床結構的改進升級過程當中，注意以下幾個方面的問題：首先，在對毛坯基礎進行裝夾的過程當中，三爪卡盤上搬受手需要通過反轉的方式與工件相互穩固，避免在機床運行的過程當中發生正轉卡盤的問題；其次，在機床切斷零件前，需要先進入三角槽內，通過加工的方式形成0.2*45°倒角，然后再對部分零件進行切除，以達到批量生產環形零件的目的；第三，在對尾座進給方式進行調整的基礎之上，改進后的電氣部分使用時首先需要對整個機床所對應的外部速度進行調整（將其調整為零值），通過此種方式，避免在機床生產作業實施過程當中出現瞬時性大電流，避免其對US控制器造成不良影響；第四，在對尾座進給方式進行改進的過程當中，采用發電機回授電壓控制系列產品，若選擇其他品牌的電機，則需要根據所選擇的品牌電機性能，對發電機所對應的回授電壓進行合理調整；第五，在對皮帶旋轉方向進行更換前，需要對控制器背面接線座上的CW以及COM跳線進行對調。

4.結束語

通過對以上改進措施的落實，使得環形零件的加工效率得到了有效的提升。結合觀察得到的數據來看，在改進前，環形零件加工過程當中制作1件的耗時在90s左右。經過改進后，環形零件加工過程當中制作1間的耗時不足40s，由此達到了縮短環形零件加工時間，降低加工成本，提高加工作業效率等多個方面的目的。

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