臥式車床床鞍加工工藝改進

■沈陽機床股份有限責任公司沈一車床廠 （遼寧 110142） 金麗英 劉 野

臥式車床床鞍加工工藝改進

■沈陽機床股份有限責任公司沈一車床廠 （遼寧 110142） 金麗英 劉 野

摘要：床鞍是臥式車床的關鍵零件之一，該零件的加工精度直接影響成品車床縱向、橫向的進給精度。隨著車床產量的擴大，對其床鞍的加工工藝進行改進，保證零件的加工精度，提高生產效率，降低成本是必要的。本文就以銑序代替刨序的加工工藝加以論述來實現其目的。

臥式車床床鞍是車床進給部分的關鍵零件之一，以上面的燕尾導軌為導向，絲杠副帶動滑板及刀架實現刀具X軸的進給；下面則落在床身上表面，以大山導軌為導向實現刀具Z軸的進給。這樣，保證上下2導軌的垂直度成為該件加工過程中的核心問題。下面通過改造車間閑置的2臺X63W臥式萬能銑床，并配以專用銑床夾具來對圖1所示的兩山導軌及A、B、C、D、E和F面進行加工，以銑序代替原來的刨序工藝，來對此工藝及專用夾具、組合銑刀的調試與使用加以分析論述。

圖1　床鞍被加工表面示意圖

1. 床鞍加工工藝分析

我廠床鞍原加工工藝路線為：銑床鞍燕尾導軌上表面G→以G面為基準，側面F為導向龍門刨粗刨B、C、D、E面、兩山導軌及其空刀→以山導軌為導向雙軸銑床銑A、F面→以山導軌為導向，B面為基準，龍門銑銑床鞍兩翅膀側面→以山導軌為導向，B面為定位龍門粗刨、精刨燕尾導軌面→以燕尾為定位，F面為導向精刨山導軌面→鉆序加工各孔→分別磨上下2導軌面。

改進后的床鞍加工工藝路線為：銑床銑燕→尾導軌上表面G→以G面為基準，龍門銑銑床鞍兩翅膀側面→以G面為基準，銑圖1所示各面（此序為改進工序，分兩個工步完成）→在牛頭刨床上以G面為基準，側面F為導向刨兩山導軌空刀→以山導軌為導向，B面為基準粗、精刨燕尾導軌面→鉆序加工各孔→分別磨上下山導軌面。這樣，在可保證2導軌垂直的條件下，既節省1臺刨山導軌序的龍門刨床，又省去了專用雙軸銑床銑A、F面工序。因改造2臺專機選用的是機夾組合銑刀，刀具錯齒組合設計，每周又添加了刮光刀片，所以，刀具旋轉切削時受力均勻、機床運行平穩，被加工工件表面粗糙度值可保證在Ra=3.2μm。因此，經這2臺銑床組合加工后即可省去精刨山導軌序，直接進行磨序。同時，銑床的效率遠高于刨床，還省去了部分劃線工序，所以，使生產效率得以提高。如用專用龍門銑床加工此序效率雖高，但機床的利用率太單一，產品一旦轉型設備有可能無法再利用、專用夾具隨之作廢，造成沒有必要的浪費，將成本大大提高。

2. 設備改造的總體方案

為了解決車間龍門刨床設備不足問題，將2臺X63W臥式萬能銑床成組改造為銑CA6136臥式車床床鞍山導軌、定位平面及兩側面的專機。為其設計專用夾具、刀桿，并配備專用組合銑刀，分2工步單件加工使用。如將夾具、刀具卸下不影響原機床的性能，可繼續用于加工其他零件，操作方便快捷。

兩臺設備配備的專用夾具均通過定位鍵與機床工作臺T形槽相配合來進行找正，并用T形螺釘與工作臺把合在一起形成一體。專用組合銑刀則采用雙支承結構，刀桿一端與機床主軸相連接，通過拉桿鎖緊，另一端用托架支承，并通過螺母鎖死彈性錐套將托架與刀桿完全配合在一

起，消除三者之間間隙。刀具1次調整成功后組裝在刀桿上，用開口螺母鎖死，位置不再變動，每次更換加工零件時，只需將整個刀桿組件拆卸、安裝即可。（見圖2、圖3）

第1臺專機（第1工步）如圖2所示，以G面為基準，用組合銑刀1次成形銑削A、B、C和D面。1次加工成形可保證B面平面度及與A、D面的垂直，A、D兩面的距離尺寸。

第2臺專機（第2工步）如圖3所示，以G面為基準，第1臺加工的A面為導向組合銑刀1次成形銑削E、F及兩山導軌面，這樣可保證A、F面的平行度及2面與E面的垂直度，山導軌與B面的跳動關系及工件總長度。

3. 專用銑床夾具的設計分析

此序加工的特點:粗加工切削余量較大，專用銑刀周齒分布較多，且非連續切削，故切削力較大容易產生振動。因此夾具要求有足夠的夾緊力，夾具體本身也應具有足夠的剛度和強度，保證刀具切削時工件平穩不振蕩，裝卸方便、使用安全可靠的情況下，結構簡單、造價低廉。因此，兩套夾具的夾具體均采用機械性能較穩定的鑄件材料，以G面為主定位基準面，用彈性定位方式輔助支承工件4個翅膀燕尾導軌一側毛坯面，再用支柱鎖緊套將定位支柱鎖死，實現定位夾緊時工件自然放平不變形，最后用壓板在工件上方將其壓緊。（見圖2、圖3）

第1工步夾具如圖4所示，調整導向螺釘至2螺釘頭所形成母線平行于刀桿后，用螺母將其鎖緊不再調整。使用時將工件以G面為基準落在夾具體上，以導向螺釘為導向，照顧左右留量調整定位螺釘的長短，松開再鎖緊支柱鎖緊套，調整定位支柱自然彈起輔助定位，再將4個鎖緊螺釘調整至頂緊工件狀態，最后用壓板將工件壓緊實現組合銑刀一次成形銑削A、B、C和D面。

圖2　第1臺銑床示意圖

圖3　第2臺銑床示意圖

圖4　第1工步夾具布置圖

圖5　第2工步夾具布置圖

第2工步夾具如圖5所示，調整定位螺釘至2螺釘頭所形成母線垂直于夾具體導向立面后，用

螺母將其鎖緊不再調整。使用時將工件以G面為基準落在夾具體上，以1工步銑好的A面靠緊在導向立面上為導向，翅膀靠緊定位螺釘為定程，松開再鎖緊支柱鎖緊套，調整定位支柱自然彈起輔助定位，將4個鎖緊螺釘調整至頂緊工件，再松開再鎖緊浮動鎖緊套讓浮動定位銷彈出輔助導向，最后用壓板將工件壓緊實現組合銑刀一次成形銑削E、F及兩山導軌面。

這兩套夾具的共同特點都是在限制工件的6個自由度的情況下，又設計了浮動定位或導向結構，進一步增強工件的穩定性。這樣，保證了組合銑刀切削時的平穩性，克服了工件自身結構工藝性薄弱的弊端。從理論上分析，該結構安全可靠，操作方便。

4. 組合銑刀的使用與調整

兩臺銑床刀具（見圖2、圖3）均采用多片專用外圓機夾銑刀在一起成組使用形式，每片銑刀均串在刀桿上，利用導向鍵傳遞轉矩，在主軸傳遞動力、托架支承下實現切削。刀具廠家為切削時受力均勻設計了利用導向鍵控制錯齒組合形式，消除部分切削力，每周刀齒關于中心孔的跳動精度都小于±0.03mm，又添加了刮光刀片，因此提高了被加工表面的粗糙度。

刀具軸向位置依靠刀桿上隔套長短來調整，調整后用開口螺母端面頂緊隔套后鎖死，確保刀具位置與被加工零件表面保持一致，以后使用過程當中不用再調整。通過調整機床工作臺的高矮來控制組合刀具的吃刀深度，即控制工件的厚度。

因組合刀具采用可轉位刀片，在使用過程中只需注意刀片如有壞損即時調換刀尖位置或更換新的刀片，使刀具的成本大大減小。由于選用的刀具結構適用于大走刀量、大切削深度，所以對于此粗加工序加工效率有很大提高。

5. 結語

由于兩臺設備的組合使用，確保了此序所有零件被加工尺寸的完全一致性，為加工燕尾導軌序準備了良好的導向基準與定位基面，從而提高了工件加工精度及效率。在生產實踐中應用效果很好，此種工藝方案改進形式可以廣泛應用到中小企業中，充分利用現有資源，提高生產率。

收稿日期：（20150120）