B2016A龍門刨床的凹圓弧面加工*

宋亞林

(鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 鄂州 436000)

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B2016A龍門刨床的凹圓弧面加工*

宋亞林

(鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 鄂州 436000)

原B2016A龍門刨床是一種老式刨床，不能加工圓弧面工件。經(jīng)過改造，增加了簡單的工裝設(shè)備，讓某個(gè)垂直刀架的切削刀具能實(shí)現(xiàn)圓弧進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使得原刨床具有加工凹圓弧面的功能，擴(kuò)大了原刨床的使用范圍。實(shí)踐證明，改造取得了成功，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

龍門刨床；工裝設(shè)備；凹圓弧面；刀架

某重型機(jī)械公司由于生產(chǎn)的需要，經(jīng)常需要加工一些大尺寸的凹圓弧面工件。由于原B2016A龍門刨床[1]無法加工凹圓弧面，在生產(chǎn)任務(wù)緊張時(shí)，只能借助外協(xié)完成任務(wù)，因?yàn)楝F(xiàn)有的機(jī)床閑置不用，使得生產(chǎn)成本增加。經(jīng)過分析原刨床的工作原理，增加有效的工裝[2]設(shè)備，對(duì)原刨床進(jìn)行合理改造，使得原刨床能夠加工凹圓弧面工件，擴(kuò)大了使用范圍。

1　原龍門刨床的改造思路

如圖1所示，原B2016A龍門刨床具有龍門頂、左右立柱、橫梁、刀架等部件。立柱上裝有橫梁和左右刀架，橫梁可在立柱上垂直移動(dòng)。橫梁上帶有可水平進(jìn)給移動(dòng)的左右垂直刀架等零部件。工作臺(tái)[3]放在底座導(dǎo)軌上，在加工生產(chǎn)時(shí)，被加工零件置放在其工作臺(tái)上，工作臺(tái)帶著工件作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，刀架中的刀具可作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于刀架的水平進(jìn)刀(左右兩個(gè)方向)、垂直進(jìn)刀(上下兩個(gè)方向)運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，原刨床刀架中的刨刀不能作圓弧形運(yùn)動(dòng)，難以加工出所需的圓弧面。如果通過改裝，使刀架中的刨刀具備準(zhǔn)確的圓弧運(yùn)動(dòng)功能，則可實(shí)現(xiàn)凹圓弧面加工。

改造思路主要是在原刨床的基礎(chǔ)上增加橫梁掛件、擺桿DC及必要的圓柱銷軸組件，當(dāng)需要圓弧凹面加工時(shí)，將橫梁掛件的底部固定在橫梁上，擺桿DC的D端通過圓柱銷軸與掛件頂部的銷孔相連，擺桿DC的C端與右垂直刀架(或左垂直刀架)手動(dòng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。

改造后，右垂直刀架中間的垂直絲桿被卸下來，使得右垂直刀架的刀頭在垂直方向的運(yùn)動(dòng)不再受垂直絲桿控制，只受擺桿DC控制，當(dāng)橫梁中的絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)右垂直刀架橫向進(jìn)給[4]移動(dòng)時(shí)，由橫梁、右垂直刀架、擺桿DC組成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]帶動(dòng)右垂直刀架的刀頭作圓弧進(jìn)給運(yùn)動(dòng)[6]，其運(yùn)動(dòng)半徑為R，實(shí)現(xiàn)圓弧凹面加工。在改造中，充分考慮到了經(jīng)濟(jì)性，合理地利用了原設(shè)備中既有零部件的有效功能。使得原刨床刀架中的刨刀具備準(zhǔn)確的圓弧運(yùn)動(dòng)功能和充分的力學(xué)加工性能。

2　工藝裝備的準(zhǔn)備

用于B2016A龍門刨床凹圓弧面[7]加工改造的工

藝裝備主要由橫梁掛件、擺桿、圓柱銷軸及鎖緊螺母等零件組成。

橫梁掛件是工藝裝備的最重要組成部分，圖2所示為橫梁掛件的零件圖，其主要作用是為擺桿的弧形擺動(dòng)提供支撐。掛架的下半部分為與橫梁連接部分，圖中掛架的E、F兩處帶有燕尾槽，以便與橫梁下面的燕尾角部分勾連結(jié)合；掛架的A、B兩處，水平方向各有4個(gè)螺紋孔，在與橫梁相連時(shí)，通過壓板和螺栓組件，使得掛架緊貼在橫梁之上；A、B兩處的垂直方向，各帶有螺紋通孔(此處圖中各以2條虛線代替)，利用垂直方向的螺栓和墊塊組件，使得掛架與橫梁的結(jié)合更為牢靠。

擺桿CD(圖1所示)用于掛件與垂直刀架的連接并產(chǎn)生圓弧形運(yùn)動(dòng)。當(dāng)橫梁上的絲桿帶動(dòng)右垂直刀架水平移動(dòng)時(shí)，擺桿CD通過刀架推動(dòng)刀架中的刀頭作滿足精度[8]要求的圓弧形運(yùn)動(dòng)。擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑與擺桿兩端的銷孔軸心距離相等。此時(shí)，刀頭的運(yùn)動(dòng)曲率半徑R與擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，即R=DC。擺桿的零件圖如圖3所示。銷軸(見圖1中的D)用于擺桿和掛架的連接與相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其直徑為φ69 mm，為了連接可靠，在銷軸的兩端加工有螺紋，方便螺母固定。銷軸、壓板、墊塊及螺栓組件的零件圖未在本文中畫出。

3　凹圓弧面加工的具體措施

當(dāng)需要進(jìn)行凹圓弧面加工時(shí)，將工件劃線后，首先以凹圓弧面的曲率半徑R為長度加工擺桿。按圖1的要求裝夾備用的橫梁掛架、銷軸、擺桿，擺桿的一端與掛架銷軸相連，另一端與右垂直刀架(或左垂直刀架)手動(dòng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。由橫梁的絲桿帶動(dòng)刀架橫向自動(dòng)進(jìn)給，擺桿的擺動(dòng)控制刀頭的圓弧運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給量的大小可通過調(diào)節(jié)橫梁的高度來完成。

經(jīng)過改裝調(diào)試，用這種方式加工凹圓弧面時(shí)，工件的表面粗糙度能達(dá)到Ra1.6 μm, 精度等級(jí)能夠達(dá)到IT7級(jí)，滿足工件的精度要求。

4　結(jié)語

該改造方案[9]只需加工橫梁掛件和連件等少量簡單零件，不改動(dòng)電氣控制部分。由于改造中不破壞原有的設(shè)備，因而在不需要加工凹圓弧面時(shí)，只需卸下改造工裝設(shè)備、還原原有設(shè)備即可，改造容易實(shí)現(xiàn)，無安全隱患，成本極低。該改造技術(shù)也同樣適用于一部分雙柱龍門刨床，如B2010、B2012A等，有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]吳先文,馮錦春,馬榮平.B2016A龍門刨床技術(shù)改造研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2009(5)：130-134.

[2]肖永春.大直徑圓弧面的加工工裝[J].新技術(shù)新工藝, 2005(10):32.

[3]李文德,楊建軍.對(duì)閑置刨床技術(shù)改造的工藝與效益分析[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2012(2):104.

[4]關(guān)紅.PLC 改造B2012A 型龍門刨床的控制系統(tǒng)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013(1):17.

[5]韓建國.大半徑局部圓弧面加工裝置[J].金屬加工,2008(10):38-39.

[6]劉俊.龍門刨床自動(dòng)進(jìn)給加工圓弧內(nèi)表面的工藝研究[J].科技信息, 2012(5):163.

[7]卓澤永,梁明達(dá).利用牛頭刨床自動(dòng)走刀加工圓弧面[J].職業(yè),2013，59(15)：61.

[8]林志峰,任建軍. B2016A 龍門刨床改造[J].重型機(jī)械科技,2007(3)：36-39.

[9]王玉明，謝清明. B2010A 型龍門刨的經(jīng)濟(jì)性改造探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(13):34-35.

向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造。

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B2016A dragon gate mechanical slicer concave cambered surface processing

SONG Yalin

(Mechanical Department, Ezhou University, Ezhou 436000, CHN)

The original B2016A dragon gate mechanical slicer is one kind of old style mechanical slicer, can not process circular arc surface components. After the transformation, increases the simple work clothes equipment, enables some vertical tool rest the cutting tool to realize the circular arc feed motion, enables the original mechanical slicer to have the processing concave cambered surface function, expands the original mechanical slicer use scope. Practice has proved the success of the reconstruction, and has great practical value.

dragon gate mechanical slicer; tooling equipment; circular arc surface; tool rest

TH122

B

宋亞林，男，1964年生，副教授，研究方

(編輯孫德茂)(2016-01-12)

160548

湖北鄂州職業(yè)大學(xué)科研項(xiàng)目：通用龍門刨床的圓弧面加工改造研究(2015yb01)。