王浩 孫德義

摘 要：介紹斜床身數(shù)控車床沖屑系統(tǒng)及其主要結(jié)構(gòu)， 用于鋁合金輪轂的車削加工， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床自動沖屑功能， 提高了鋁合金輪轂車削加工的自動化和加工效率， 具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：斜床身數(shù)控車床； 鋁合金輪轂車削； 自動沖屑

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展， 對高性能鋁合金輪轂的需求量大幅度增加， 使得對該類鋁合金輪轂的生產(chǎn)加工提出了更高的要求。 車削加工是鋁合金輪轂的一種主要生產(chǎn)工藝， 要求高效率、 高精度。目前， 在機(jī)床工具工業(yè)中， 車削加工鋁合金輪轂主要使用全防護(hù)式斜床身數(shù)控車床， 濕式加工。 由于鋁合金輪轂的車削加工有以下特點(diǎn)：（1） 汽車輪轂加工是專業(yè)化大批量生產(chǎn)；（2） 粗車、 精車車削量大，鋁屑量大；（3）鋁為輕金屬， 與微乳化的切削液混雜在一起的鋁屑比較粘， 極容易粘或堆積在機(jī)床內(nèi)防護(hù)上， 因此， 與數(shù)控車床車削重金屬材質(zhì)如鐵等不同， 車鋁或鋁合金等工件材質(zhì)的數(shù)控機(jī)床排屑不是很流暢。 在通常的數(shù)控車床上車削鋁合金輪轂時(shí)， 需要操作者暫停機(jī)床， 手工清理一下鋁屑， 從而降低了加工效率。 數(shù)控車床沖屑系統(tǒng)根據(jù)全防護(hù)式斜床身車床的內(nèi)防護(hù)和機(jī)床自動排屑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 設(shè)置適當(dāng)?shù)睦鋮s液管路， 利用一定量的切削液及其適當(dāng)?shù)臎_刷力， 自動便捷地將大量的鋁屑沖至機(jī)床下部的排屑槽中， 再由機(jī)床的自動排屑器排出機(jī)床外部。 這種沖屑系統(tǒng)降低了人力成本， 提高了機(jī)床的加工效率， 機(jī)床自動化程度更高。

1、沖屑系統(tǒng)方案

在全防護(hù)斜床身數(shù)控車床的主體結(jié)構(gòu)中， 主要為后置多工位轉(zhuǎn)塔刀架， 機(jī)床車削工件時(shí)主軸多為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 在機(jī)床全防護(hù)頂部內(nèi)側(cè)設(shè)置冷卻液沖屑管路， 沿機(jī)床Z 軸方向平行安裝， 沖屑在機(jī)床Z 軸全行程進(jìn)行； 獨(dú)立式水泵通過沖屑管路提供沖屑用冷卻液 （機(jī)床車削用切削液由另一個水泵通過多工位轉(zhuǎn)塔刀架刀盤處提供）， 沖屑用冷卻液與機(jī)床車削用切削液相同。 數(shù)控車床在車削加工的同時(shí)， 大量的冷卻液沖向機(jī)床內(nèi)防護(hù)， 水流可以沖掉粘或堆積在機(jī)床內(nèi)防護(hù)上的鋁屑等， 并帶著鋁屑進(jìn)入機(jī)床下部的自動排屑器槽口， 再由機(jī)床的自動排屑器將鋁屑排至機(jī)床外部； 沖屑時(shí)間及間隔根據(jù)機(jī)床加工鋁屑量的多少編程自動控制。

2、布局及結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1 是斜床身數(shù)控車床沖屑系統(tǒng)的截面示意圖；圖 2 是該沖屑裝置示意圖 （圖中未顯示數(shù)控車床防護(hù)頂梁 1、 防護(hù)門 2、 前護(hù)罩 4、 自動排屑器 5、 內(nèi)防護(hù) 8 等零部件）。

在示意圖中，機(jī)床主體為全防護(hù)斜床身結(jié)構(gòu)，主要包括防護(hù)頂梁 1、防護(hù)門 2 鋁合金輪轂 3（其裝夾于主軸箱頭部）、前護(hù)罩 4、自動排屑器 5、冷卻箱6、內(nèi)防護(hù)8、床鞍 9、床身 10、多工位刀架 11。示意圖中， 在機(jī)床防護(hù)頂梁 1 處內(nèi)側(cè)沿車床Z 軸方向平行設(shè)置沖屑管7， 并沿車床Z軸總行程設(shè)置， 在沖屑管7上沿圖 1 上部箭頭方向鉆一定數(shù)量的沖屑小孔（直徑D1）。沖屑裝置外接獨(dú)立式水泵15，提供沖屑用冷卻液， 該冷卻液與機(jī)床車削用切削液相同，水泵的揚(yáng)程需不低于4m。該沖屑裝置設(shè)置電氣梯形圖，編程控制。在車削加工鋁合金輪轂3時(shí)，主軸為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)， 機(jī)床車削時(shí)大量的鋁屑就飛濺至內(nèi)防護(hù)8上面；微乳化的切削液與鋁屑混合在一起， 極容易粘貼或堆積在內(nèi)防護(hù)8的內(nèi)側(cè)面上，鋁屑等不容易排出機(jī)床，有時(shí)需要操作者暫停機(jī)床， 手工清理一下鋁屑，從而提高不了加工效率。使用此沖屑裝置時(shí)， 根據(jù)車削鋁合金輪轂工件特點(diǎn)和機(jī)床內(nèi)的鋁屑量多少編程控制，沿圖 1 上部箭頭方向向內(nèi)防護(hù) 8內(nèi)側(cè)自動控制沖刷冷卻液， 水流將大量的鋁屑沖至機(jī)床下部前護(hù)罩 4 與內(nèi)防護(hù) 8 形成的自動排屑器槽口中， 機(jī)床自動排屑器 5再將鋁屑排至機(jī)床外部。

3、沖屑系統(tǒng)達(dá)到的效果

該斜床身數(shù)控車床沖屑系統(tǒng)有以下特點(diǎn)或效果：

（1） 該裝置需設(shè)置在全防護(hù)式斜床身數(shù)控車床上， 機(jī)床的防護(hù)罩密封性效果要比較好；

（2） 在全防護(hù)式斜床身數(shù)控車床中，設(shè)置于機(jī)床防護(hù)罩內(nèi)側(cè)的沖屑結(jié)構(gòu)，布局合理、 結(jié)構(gòu)簡單，降低了人力成本，提高了機(jī)床的加工效率；

（3） 采用編程控制，在機(jī)床加工零件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床自動沖屑功能，提高了機(jī)床的自動化，特別是鋁合金輪轂車削加工時(shí)的自動化和加工效率；

（4） 該沖屑系統(tǒng)已作為數(shù)控鋁合金輪轂車床的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)或功能；

（5） 該裝置已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)， 實(shí)現(xiàn)了斜床身數(shù)控車床車削加工鋁合金材質(zhì)的沖屑功能，效果明顯。

4、結(jié)論

這種沖屑系統(tǒng)布局合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在國內(nèi)的多家鋁合金輪轂加工企業(yè)中應(yīng)用效果很好，用戶評價(jià)高，具有實(shí)用和市場推廣價(jià)值。該沖屑系統(tǒng)或設(shè)計(jì)思路可以在機(jī)床工具工業(yè)中其他類似的數(shù)控機(jī)床或自動化加工中推廣應(yīng)用。

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