CK5235數(shù)控立式車床增加磨削功能改造

岳 強(qiáng)

（邢臺(tái)軋輥異型輥有限公司，河北邢臺(tái) 054025）

0 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了機(jī)械、電子產(chǎn)業(yè)的改革創(chuàng)新。機(jī)械加工工藝朝著高速度、高精度、高質(zhì)量、低浪費(fèi)、多功能的方向迅速發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床工作性能的要求越來(lái)越多，越來(lái)越智能化，操作越來(lái)越簡(jiǎn)單化。為保證內(nèi)孔型高精度工件的質(zhì)量，一般采用砂輪磨削加工提高精度。磨削大型工件內(nèi)孔需要使用專用磨床，但大型工件內(nèi)孔磨削設(shè)備需要專門(mén)制作內(nèi)孔磨床并且造價(jià)較高。當(dāng)工件高度達(dá)到1500 mm，工件重量達(dá)到25 t，加工如此大尺寸和大承重的內(nèi)孔磨床國(guó)內(nèi)很難找到。因此，需要改造現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床、實(shí)現(xiàn)大型工件磨削功能。CK5235數(shù)控立式車床加工高度1500 mm，承重32 t，具備改造條件。在CK5235數(shù)控立式車床刀架滑枕下端安裝磨頭，利用刀架橫向和水平方向進(jìn)給功能和磨頭砂輪旋轉(zhuǎn)功能，實(shí)現(xiàn)大型工件內(nèi)孔磨削加工。

1 CK5235數(shù)控立車

CK5235數(shù)控立車主要使用高速鋼、硬質(zhì)合金刀具，對(duì)黑色金屬、有色金屬零件的內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面等車削加工。主要由工作臺(tái)、工作臺(tái)底座、龍門(mén)架、橫梁、垂直刀架、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成。

工作臺(tái)由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、工作臺(tái)底座、主軸部件及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，具有足夠的剛度、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。工作臺(tái)主軸采用高精度雙列短圓柱滾子軸承保證工作臺(tái)徑向跳動(dòng)，主軸心部裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，實(shí)現(xiàn)恒線速切削。龍門(mén)架由左、右立柱及連接梁組成。龍門(mén)架與工作臺(tái)底座組成封閉結(jié)構(gòu)。橫梁安裝在2個(gè)立柱前面，沿立柱導(dǎo)軌作垂直運(yùn)動(dòng)。左、右各1個(gè)刀架安裝在橫梁上，分別由橫梁滑座、刀架滑座、滑枕、滾珠絲杠組件等組成。刀架可在橫梁上水平運(yùn)動(dòng)，滑枕沿刀架滑座做垂直運(yùn)動(dòng)。水平和垂直方向移動(dòng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，水平和垂直方向配有高精度的光柵尺以提高加工精度。

2 CK5235數(shù)控立車實(shí)現(xiàn)大工件磨削功能的條件

2.1 滿足大工件加工的規(guī)格參數(shù)

工件最大直徑2000 mm，工件最大高度1400 mm；工件最大重量20 t。

（1）橫梁可沿立柱上下移動(dòng)，工作臺(tái)面至立柱頂部移動(dòng)距離＞1800 mm，可以適應(yīng)不同高度工件。

（2）橫梁水平方向安裝2個(gè)垂直刀架。刀架在水平方向沿橫梁移動(dòng)，水平移動(dòng)范圍（-50～2000）mm；垂直方向滑枕沿滑枕座移動(dòng)，垂直移動(dòng)距離可達(dá)到1500 mm。

（3）機(jī)床工作臺(tái)最大承重≥30 t。

（4）磨削加工功能可以利用CK5235數(shù)控立車的垂直和水平移動(dòng)/進(jìn)給功能實(shí)現(xiàn)。

（5）配置電動(dòng)或機(jī)械磨頭，實(shí)現(xiàn)砂輪旋轉(zhuǎn)功能。

2.2 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)

（1）左、右刀架進(jìn)給量范圍（0.1～500）mm/min。

（2）刀架最大切削力35 kN。

（3）刀架定位精度≤（0.03/1000）mm，重復(fù)定位精度≤（0.015/1000）mm，反向偏差≤（0.01/1000）mm。

（4）工作精度。加工精度達(dá)到IT7，精車外圓圓度≤0.015 mm，精車圓柱度0.01/300 mm。

3 CK5235數(shù)控立車改造內(nèi)容

（1）提高刀架水平方向和垂直方向精度。采取人工刮研或磨削方法提高滑枕精度，方滑枕對(duì)面平行度全長(zhǎng)≤0.02 mm。

（2）加工磨頭固定螺紋孔。拆除滑枕下部的刀臺(tái)，制作安裝磨頭螺紋孔。在原刀臺(tái)螺紋孔兩側(cè)重新加工2個(gè)M16螺紋孔，用來(lái)固定磨頭。

（3）制作磨頭與滑枕連接法蘭（圖1）。

（4）磨頭及參數(shù)選擇。選用電主軸磨頭實(shí)現(xiàn)磨削功能；采用循環(huán)冷卻水防止磨頭溫度升高；磨頭功率≥5.5 kW，轉(zhuǎn)速（1500～3000）r/min，頻率50 Hz，交流變頻控制；磨頭直徑≤230 mm。

（5）砂輪參數(shù)選擇。選用砂輪規(guī)格：PDA 350 mm×75 mm×127 mm；砂輪材料：根據(jù)磨削產(chǎn)品材料和硬度選擇不同材料的砂輪，特殊情況需要定做材料。

（6）砂輪修正器選擇。磨削過(guò)程中必須及時(shí)對(duì)砂輪進(jìn)行修整，以保持砂輪的鋒利。可選用固定和移動(dòng)兩種方式。固定式安裝在機(jī)床上，移動(dòng)式可采用磁力吸附方式。

圖1 磨頭與滑枕連接法蘭結(jié)構(gòu)

4 改造效果

改造后CK5235數(shù)控立車實(shí)現(xiàn)磨削功能。工件加工精度IT（6～7），粗糙度＜Ra1.6 μm，加工參數(shù)：速度（40～50）m/min，吃刀深度 0.01 mm，走刀量18 mm/r。該機(jī)床橫梁配置雙刀架，可改造其中一個(gè)為磨削刀架，保留另一個(gè)車削功能。改造后成為車削、磨削一體機(jī)床。改造實(shí)物見(jiàn)圖2。

圖2 改造實(shí)物

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控車床在機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)使用較為常見(jiàn)，CK5235數(shù)控立車在加工行業(yè)應(yīng)用廣泛，雖然有些落后，但通過(guò)改造和加強(qiáng)企業(yè)管理，倡導(dǎo)精品工程，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)，對(duì)于生產(chǎn)合格的產(chǎn)品具有十分重要的意義。在實(shí)際生產(chǎn)中，改造增加機(jī)床功能有利于節(jié)約成本，避免淘汰老舊設(shè)備過(guò)程中的浪費(fèi)，符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)中“修復(fù)利用”政策要求。