前橋制動鼓鉆孔、攻絲、倒角數控專用機床設計

馮廣超

(煙臺環球機床裝備股份有限公司,山東 煙臺 264002)

?

前橋制動鼓鉆孔、攻絲、倒角數控專用機床設計

馮廣超

(煙臺環球機床裝備股份有限公司,山東 煙臺 264002)

在分析研究汽車零部件市場行情的基礎上，利用公司自身加工制造能力，研發了前橋制動鼓鉆孔、攻絲、倒角、反倒角數控專用機床，整機采用立式、多工位結構，滿足了客戶提效、擴量、降成本和高互換性的要求，促進了汽車行業的發展。

制動鼓；數控；多工位；機床

隨著汽車行業的快速發展，汽車零部件行業規模也在隨之擴大，產品競爭越來越激烈。如何提升零件的加工效率及產品互換性，降低用工成本，擴大產量是每個汽車零部件企業首要解決的問題。

基于目前汽車行業的現狀，筆者自行研發了一種加工前橋制動轂的半自動化專用機床，用于加工其端面上的通孔、螺紋底孔及其對應的螺紋、倒角、反倒角。

原來前橋制動轂加工是用加工中心完成，可以滿足單件小批量，如果大批量生產目前節拍完全滿足不了。我們設計的機床將原來的多工序、多機床變為四道工序同機完成。第一工位是人工上下料工工序，第二工位完成各孔的鉆削并對各孔的入口邊進行倒角的第一道工序，第三工位對各孔的出口邊進行倒角的第2道工序，第四工位加工端面上的螺孔的底孔及對各孔的入口邊倒角的第3道工序，第五工位加工端面上的螺孔的第4道工序。

機床的電器主控系統采用廣數數控系統控制。機床夾具采用液壓自動夾緊的夾緊方式。機床防護采用半封閉外防護及內防護的雙重防護方式，保證操作安全可靠。

1　機床總體設計

本制動轂專用數控機床總體采用立式結構，中間為圓形液壓回轉工作臺，以回轉工作臺為中心分別設有鉆削倒角動力頭、反倒角動力頭、鉆孔動力頭以及攻絲動力頭，5套夾具呈 72°均布于回轉工作臺上。機床配有獨立的液壓站、排屑器、電控柜、油冷機、自動潤滑站等附屬機構(見圖1)。

2　機床部件設計

2.1夾具

5套夾具(見圖2)在轉臺臺面固定的直徑上沿圓周呈72°均布。夾具與轉臺采用配油聯接方式，其夾緊可實現手動與自動。工件1的徑向定位和軸向定位依靠定位軸2精確定位，工件通過操作上料叉車進行安裝。工件安裝后，夾具周邊均布的5個轉角油缸3的壓板向內側旋轉90°壓緊工件。當更換工件種類時，須更換定位軸2。

2.2鉆削倒角動力頭

鉆削倒角動力頭(見圖3)完成工件加工的第一道工序。采用成形刀具，一次完成端面多個孔的鉆孔及入口銳邊的倒角。

電動機1通過2級齒輪減速后，將扭矩傳遞至主軸2，再通過鍵4傳遞至鉆頭接桿6、鉆頭7。鉆頭接桿通過緊定螺釘3、螺母5可以調節鉆頭的軸向位置，保證多支鉆頭在加工過程中保持在同一軸向位置(配有刀具定位環)。中間軸8在機床裝配時是用來找正同夾具定位圓與動力頭的同軸度。動力頭內配有油泵9對動力頭內的各軸承和齒輪進行潤滑。

動力頭的運動過程為：快進→工進→快退，行程轉換點由行程開關控制，可以通過改變連接在動力頭上行程開關撞塊的位置來調整行程轉換點。

2.3反倒角動力頭

反倒角動力頭(見圖4)完成工件加工的第二道工序。采用成形刀具，一次完成端面多孔下端口銳邊的倒角。

電動機1通過2級齒輪減速后，將扭矩傳遞至主軸2，再通過刀桿3傳遞至倒角刀5。在進行反倒角切削前，彈簧4壓住刀具5的后端，刀具縮回，刀刃不接觸工件。切削時，活塞12后移，通過壓板10拉動刀套9、軸8、套7同時后移，壓緊刀具尾部，使刀尖繞銷軸6回轉，刀尖與工件接觸進行切削，完成倒角。中間軸11在機床裝配時是用來找正同夾具定位圓與動力頭的同軸度。動力頭內配有油泵13對動力頭內的各軸承和齒輪進行潤滑。

多個反倒角刀具是由動力頭中部的油缸同時驅動，其倒角切削刃的尺寸由調整墊和偏心銷控制。

反倒角動力頭的運動過程與前動力頭相同。

2.4鉆孔倒角動力頭

鉆孔倒角動力頭(見圖5)完成工件加工的第三道工序，加工工件端面的2個吊裝孔的底孔。采用成形刀具，一次完成端面螺孔的底孔及通孔并對各孔的入口邊倒角。

電動機1通過2級齒輪減速后，將扭矩傳遞至主軸2，再通過鍵4傳遞至鉆頭接桿、鉆頭。鉆頭接桿通過緊定螺釘3、螺母5可以調節鉆頭7的軸向位置，保證2支鉆頭在加工過程中保持在同一軸向位置。中間軸8在機床裝配時是用來找正同夾具定位圓與動力頭的同軸度。動力頭內配有油泵9對動力頭內的各軸承和齒輪進行潤滑。

動力頭的運動過程同前動力頭。

2.5攻絲動力頭

攻絲動力頭(見圖6)完成工件加工的第四道工序。一次完成端面2個吊裝螺孔的攻絲。

電動機1通過4級齒輪減速后，將扭矩傳遞至主軸4，再通過鍵5傳遞至絲桿6，絲桿在導板7的作用下，嚴格按照螺孔導程進給。彈簧8與絲桿9連接，消除加工過程的的間隙。中間軸3在機床裝配時是用來找正同夾具定位圓與動力頭的同軸度。動力頭內配有油泵2對動力頭內的各軸承和齒輪進行潤滑。

2.6液壓回轉工作臺

液壓回轉工作臺(見圖7)是為本機床專門設計的一種液壓機械式分度裝置，它通過液壓缸實現轉臺的松開、剎緊以及工作臺的轉位。其內部的三聯齒盤可以實現工作臺分度不抬起，保證回轉過程的平穩。

2.7液壓

本機床擁有獨立的液壓站，控制回轉工作臺及夾具。工作原理如圖8。

3　結語

通過此機床的開發，前橋制動鼓鉆孔、擴孔、倒角、反倒角和攻絲等多工序現一次裝夾完成，縮短了工件加工節拍，提高了零件的互換性和產量，促進了機床零部件的生產廠家的發展。

[1]謝家瀛. 組合機床設計簡明手冊 [J].北京：北京機械工業出版社, 1994.

[2]王益群,高殿榮. 液壓工程師手冊[J].北京：化學工業出版社, 2010.

[3]朱耀祥,浦林祥. 現代夾具設計手冊[J].北京：機械工業出版社,2010.

如果您想發表對本文的看法，請將文章編號填入讀者意見調查表中的相應位置。

Design of NC machine tool based on front axle brake drum drilling,tapping,chamfering

FENG Guangchao

(YantaiUniversalMachineToolEquipmentCo.,Ltd.,Yantai264002,CHN)

Basedontheresearchandanalysisonautomobilepartsmarket，wedesignNCmachinetoolbasedonfrontaxlebrakedrumdrilling,tapping,chamferingthroughusingourownprocessingandmanufacturingcapacity.Thewholemachineadoptsstructureonverticalandmultiple-step,tosatisfythecustomers,expandingvolumeefficiency,costreductionandhighinterchangeabilityrequirementsandtopromotethedevelopmentoftheautoindustry

brakedrum;NC;multiple-step;machinetool

TH6

A

馮廣超，男，1980年生，工程師，主要研究方向為專用機床 、五軸加工機床設計及專用設備研發等，已發表論文3篇，獲專利近20項。

(編輯譚弘穎)(2015-08-26)

160335