劉婷

摘要：為了提高我國機(jī)床的國際競爭力，滿足生產(chǎn)和教學(xué)需要，將普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造并提高其使用的多功能性、安全性是大勢所趨，在對普通車床進(jìn)行改造的同時，設(shè)計(jì)出便于工人使用的機(jī)床附屬元件也是很有意義的，所以本次設(shè)計(jì)改造主要包括對普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造、“車、銑、鉆復(fù)合”車床改造及安全扳手的設(shè)計(jì)改造。

關(guān)鍵詞：車床;改造;數(shù)控化;多功能性;安全性

1.引言

我國是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國家，目前機(jī)床總量380余萬臺，但其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺，數(shù)控化率不到3%，在國際市場競爭中處于較低水平。所以，投入較少的資金，將普通車床改造升級為數(shù)控車床，可以為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，可以使學(xué)校適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和教學(xué)的要求，同時也可提高我國機(jī)床的數(shù)控化率。并且，在普通車床改造升級為數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，還要更大程度的提高該數(shù)控車床的多功能性、安全性、加工精度和生產(chǎn)效率，因此提出了以下改造方案。

2.改造方案

2.1數(shù)控化改造方案

對普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，可以提高加工效率、加工精度和自動化程度，數(shù)控改造分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個部分。

硬件設(shè)計(jì)主要包括液壓卡盤、液壓尾座的總體布局設(shè)計(jì)，及其主要零件形狀、尺寸、材料的設(shè)計(jì)，在制造前還要對其進(jìn)行有限元分析，從而優(yōu)化設(shè)計(jì);軟件設(shè)計(jì)主要包括PLC和CNC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括CNC系統(tǒng)的選擇及電氣控制線的連接、PLC系統(tǒng)的選擇及與CNC機(jī)床聯(lián)接方式的確定，并設(shè)計(jì)與其配套的附屬元件。

2.2“車、銑、鉆復(fù)合”車床改造方案

車銑復(fù)合是實(shí)現(xiàn)工件完整加工的有效方法，減少了零件在加工中重復(fù)拆卸、安裝、找正所耗費(fèi)的時間。動力刀塔的設(shè)計(jì)是車銑復(fù)合車床的重要部分，它的性能將直接影響零件的加工精度、表面質(zhì)量和機(jī)床生產(chǎn)率。

基于以上考慮，將動力刀塔設(shè)計(jì)如下：

動力刀塔由步進(jìn)電機(jī)、伺服電動機(jī)、橫溜板、燕尾槽動導(dǎo)軌、立柱、動力頭、刀具等組成，其中動力頭是主要組成部分。動力頭部分可以安裝十二把刀具，分別為車刀、銑刀、鉆頭、螺紋刀等;動力頭安裝在立柱上，可做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，方便了更換刀具;立柱可以沿著燕尾槽動導(dǎo)軌上下滑動，同時與主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相配合，可以實(shí)現(xiàn)刀具與工件之間X向、Y向的相對運(yùn)動。燕尾槽動導(dǎo)軌安裝在橫溜板上，橫溜板帶動整個動力單元實(shí)現(xiàn)了Z向運(yùn)動。

2.3扳手設(shè)計(jì)方案

普通車床中，常用的卡盤扳手和刀架扳手形狀類似，工人們在取用的時候經(jīng)常會出現(xiàn)拿錯的情況，這樣會浪費(fèi)工作時間;特別是初學(xué)車床的學(xué)生和學(xué)徒們，在使用卡盤扳手卡緊工件后，有時會忘記取下而直接啟動車床，使卡盤旋轉(zhuǎn)，這樣會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

基于以上加工中存在的兩點(diǎn)問題，設(shè)計(jì)了一種多功能安全扳手：以卡盤扳手為主體，在卡盤扳手外側(cè)套有刀架套筒扳手，刀架套筒扳手上端套有彈簧、外側(cè)套有外套筒，外套筒起到保護(hù)扳手和彈簧的作用，并在刀架套筒扳手上開一對對稱的鍵槽形通孔，用螺釘通過通孔將卡盤扳手、刀架套筒扳手和外套筒相連接，通孔尺寸即為刀架套筒扳手的行程范圍。這樣，工人在不加外力情況下可以使用刀架套筒扳手，稍用力下壓便可在彈簧作用下使用卡盤扳手，工件夾緊完畢，停止施力，卡盤扳手又將在彈簧作用下從卡盤孔中彈出，避免危險(xiǎn)的發(fā)生，也減少了使用過程中兩種扳手頻繁更換的時間。

3.結(jié)語

車銑復(fù)合車床的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)零件在一臺機(jī)床上一次裝夾后完成車、銑、鉆等加工，減少了零件的重復(fù)裝夾次數(shù)，節(jié)約了零件搬運(yùn)、裝夾、切換刀具和主軸這些操作在加工過程中所耗費(fèi)的時間，從而提高了生產(chǎn)效率、降低了工人的勞動強(qiáng)度;多功能安全扳手的設(shè)計(jì)，將刀架扳手和卡盤扳手合二為一，并安裝了彈簧，可以提高車床使用的安全性和高效性。通過本次對普通車床的數(shù)控化及多功能性改造，可以大大提高車床生產(chǎn)效率和加工精度、同時也大幅度地降低了工人的勞動強(qiáng)度，若能得到普及，將會提高我國機(jī)床的數(shù)控化率，并能提高我國機(jī)床水平的國際競爭力。

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