重型車床改造成數(shù)控花紋板軋輥銑床

摘 要：介紹南通機(jī)床有限責(zé)任公司為萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱萊鋼）一臺(tái)閑置C650車床改造成數(shù)控花紋板軋輥銑床（以下簡(jiǎn)稱XK9360）的研發(fā)過程。解決了花紋板軋輥的刻花、花紋板加工程序模塊等技術(shù)難題，成功地實(shí)現(xiàn)花紋板的批量生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：花紋板軋輥 花紋板加工程序模塊 花紋銑削裝置 四軸聯(lián)動(dòng)

前言

目前，國(guó)內(nèi)外花紋軋輥刻花普遍采用電解法、普通臥式銑床銑削等加工方式，此兩種加工方式存在生產(chǎn)效率低、加工時(shí)間長(zhǎng)、易斷刀等缺點(diǎn)。因此，傳動(dòng)方法加工花紋軋輥一直以來是鋼鐵行業(yè)的一個(gè)瓶頸。而利用數(shù)控技術(shù)與新型花紋銑削裝置的完美結(jié)合實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控化改造，運(yùn)用模擬軌跡法銑削花紋軋輥，能使所有加工一次裝夾完成，達(dá)到方便、快捷、高質(zhì)量的效果。

花紋鋼板生產(chǎn)線上要實(shí)現(xiàn)花紋板的生產(chǎn)必須解決花紋軋輥刻花等關(guān)鍵性問題，因此，將其C650車床改造成數(shù)控花紋板軋輥銑床。

1.C650改造方案

（1）廢除原機(jī)床掛輪箱及主軸箱部分部件，頭架主軸箱中只保留主軸、軸瓦等重要零件（經(jīng)過檢查零件精度均符合要求）。重新設(shè)計(jì)頭架主軸分度結(jié)構(gòu)。

（2）廢除原機(jī)床溜板箱、絲桿、光桿等所有縱向移動(dòng)部件，設(shè)計(jì)配備滾珠絲桿副縱向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

（3）廢除原機(jī)床中拖板、刀架等部件，改用新設(shè)計(jì)的花紋銑削裝置；保留原機(jī)床尾架部件；廢除原機(jī)床中心架部件，設(shè)計(jì)中心架部件。

（4）廢除原機(jī)床大拖板橫向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用滾珠絲桿的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)。

（5）設(shè)置合理的頭架主軸、滾珠絲桿副、花紋銑削裝置、重要導(dǎo)軌面的潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。

（6）設(shè)計(jì)增加機(jī)床安全防護(hù)罩等。

（7）機(jī)床采用西門子802D數(shù)控系統(tǒng)，控制4個(gè)進(jìn)給軸，模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置SIMODRIVE611UE配套1FK系列伺服電機(jī)。

2.改造后的數(shù)控花紋板軋輥銑床（XK9360）傳動(dòng)關(guān)系及技術(shù)參數(shù)

（1）XK9360數(shù)控花紋板軋輥銑床由頭架主軸分度機(jī)構(gòu)（Y軸）、頭架主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)（Z軸）、縱向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（A軸）、銑頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（X軸）、銑頭主軸裝置、尾架部件等組成。通過X、Y、Z、A四軸聯(lián)動(dòng)來完成圓柱外表面上花紋孔型自動(dòng)循環(huán)加工。

3.設(shè)計(jì)開發(fā)花紋板加工程序模塊

改型后的機(jī)床是用來加工花紋軋輥的專用設(shè)備，其刀具軌跡為空間曲線，機(jī)床在軋輥上刻花所使用的機(jī)床軸為兩個(gè)直線軸（Z、A軸）、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸（X、Y軸），不同于一般的通用數(shù)控機(jī)床，其編程不直觀，也很復(fù)雜。為此，我們結(jié)合花紋槽的技術(shù)參數(shù)推導(dǎo)出數(shù)學(xué)模型Z=f（X，Y，A），并借助于802D系統(tǒng)的人機(jī)界面、編程語言，設(shè)計(jì)開發(fā)出花紋板程序模塊，并融入到數(shù)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化圖形輸入和編程方法，用戶只需要輸入相關(guān)的特征參數(shù)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)完成運(yùn)行軌跡和速度規(guī)劃的控制，自動(dòng)生成加工程序，方便用戶的操作。

4.XK9360加工后的花紋軋輥及單個(gè)花紋孔型示意圖

5.結(jié)束語

通過對(duì)閑置車床C650的轉(zhuǎn)型改造，結(jié)合對(duì)花紋板生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)、花紋軋輥刻削工藝的研究。成功的實(shí)現(xiàn)了花紋板的批量生產(chǎn)。而且，花紋板的各項(xiàng)性能完全滿足技術(shù)要求。

作者簡(jiǎn)介：

支建沖，男（漢族），江蘇南通人，工程師，工作單位：南通機(jī)床有限責(zé)任公司。