■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(guān)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)其目的。

臥式車床床鞍是車床進給部分的關(guān)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(xiàn)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?qū)崿F(xiàn)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(diào)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(cè)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(cè)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(xiàn)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(cè)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(cè)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(jié)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(shè)計，每周又添加了刮光刀片，所以，刀具旋轉(zhuǎn)切削時受力均勻、機床運行平穩(wěn)，被加工工件表面粗糙度值可保證在Ra=3.2μm。因此，經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)品一旦轉(zhuǎn)型設(shè)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(shè)備改造的總體方案

為了解決車間龍門刨床設(shè)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(cè)面的專機。為其設(shè)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(xù)用于加工其他零件，操作方便快捷。

兩臺設(shè)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(jié)構(gòu)，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(diào)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(guān)系及工件總長度。

3. 專用銑床夾具的設(shè)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(xù)切削，故切削力較大容易產(chǎn)生振動。因此夾具要求有足夠的夾緊力，夾具體本身也應(yīng)具有足夠的剛度和強度，保證刀具切削時工件平穩(wěn)不振蕩，裝卸方便、使用安全可靠的情況下，結(jié)構(gòu)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(wěn)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(cè)毛坯面，再用支柱鎖緊套將定位支柱鎖死，實現(xiàn)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(diào)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(diào)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(diào)整定位螺釘?shù)拈L短，松開再鎖緊支柱鎖緊套，調(diào)整定位支柱自然彈起輔助定位，再將4個鎖緊螺釘調(diào)整至頂緊工件狀態(tài)，最后用壓板將工件壓緊實現(xiàn)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(diào)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(diào)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(diào)整定位支柱自然彈起輔助定位，將4個鎖緊螺釘調(diào)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(xiàn)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(shè)計了浮動定位或?qū)蚪Y(jié)構(gòu)，進一步增強工件的穩(wěn)定性。這樣，保證了組合銑刀切削時的平穩(wěn)性，克服了工件自身結(jié)構(gòu)工藝性薄弱的弊端。從理論上分析，該結(jié)構(gòu)安全可靠，操作方便。

4. 組合銑刀的使用與調(diào)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(zhuǎn)矩，在主軸傳遞動力、托架支承下實現(xiàn)切削。刀具廠家為切削時受力均勻設(shè)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(guān)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(diào)整，調(diào)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(diào)整。通過調(diào)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(zhuǎn)位刀片，在使用過程中只需注意刀片如有壞損即時調(diào)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(jié)構(gòu)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(jié)語

由于兩臺設(shè)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(chǎn)實踐中應(yīng)用效果很好，此種工藝方案改進形式可以廣泛應(yīng)用到中小企業(yè)中，充分利用現(xiàn)有資源，提高生產(chǎn)率。

收稿日期：（20150120）