實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床自動(dòng)鉆孔的夾具

1、一種實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)鉆孔的夾具梅州市技師學(xué)院 黃安慶摘要:經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床約占數(shù)控機(jī)床總量的25%。由于其結(jié)構(gòu)及其經(jīng)濟(jì)性，尾座沒有自動(dòng)進(jìn)給功能，零件需鉆孔時(shí)，按常規(guī)的做法，仍然是和在普通車床上一樣在尾座上安裝鉆頭，通過轉(zhuǎn)動(dòng)尾座手輪進(jìn)行鉆孔。批量生產(chǎn)中，操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度增大，生產(chǎn)效率較低，而且孔的深度尺寸精度也不高。有鑒于此，特設(shè)計(jì)了一套能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)式數(shù)控車床自動(dòng)鉆孔的夾具，以進(jìn)一步完善經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的自動(dòng)化功能，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又較好地提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞 經(jīng)濟(jì)型 數(shù)車 自動(dòng)鉆孔 夾具1、 引言 數(shù)控機(jī)床是按照輸入的加工程序自動(dòng)運(yùn)行工作的。零件的加工程序包括了刀具和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡、主軸的

2、啟停、轉(zhuǎn)速的調(diào)整、切削用量、刀具的自動(dòng)更換以及冷卻液的開關(guān)等等，功能十分強(qiáng)大。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床由普通車床發(fā)展而來，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)車上鉆孔，與在普通車床上鉆孔并無兩樣，仍然依靠在車床尾座上安裝鉆頭，通過轉(zhuǎn)動(dòng)尾座手輪進(jìn)行鉆孔。因尾座沒有自動(dòng)進(jìn)給功能，依靠手動(dòng)縱向進(jìn)給，則操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，鉆出來的孔的深度也不容易控制。用數(shù)控車床來加工此類型的批量產(chǎn)品，如果仍需付出大量的體力勞動(dòng)，那就顯現(xiàn)不了數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)?，F(xiàn)擬將鉆頭安裝在刀架上，利用刀架的自動(dòng)轉(zhuǎn)位和拖板能自動(dòng)帶動(dòng)刀架的功能去實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆孔。2、夾具的制作及其特點(diǎn)。根據(jù)目前使用較多的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)以廣州機(jī)床廠生產(chǎn)的

3、G-CNC6135類型的數(shù)控車床為使用安裝案例。該夾具名稱為鉆夾座，結(jié)構(gòu)如下圖1所示。圖1 鉆夾座設(shè)計(jì)原理：由于尾座本身不能作自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。要使鉆夾頭、鉆頭等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給，可借助數(shù)控車床本身自有的四工位刀架的其中一個(gè)工位，像安裝刀具一樣直接安裝鉆夾、鉆頭的夾具鉆夾座，以便縱、橫伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)作自動(dòng)進(jìn)給。夾具的制作：鉆夾座由錐孔套1和基座2兩大部分級(jí)成，材料選用40Cr。用銑床先將夾具加工成形（A、B面留精磨余量）；劃線、鉆孔，在車床上加工成4號(hào)莫氏錐度（留0.2mm的精加工余量）后，安排熱處理淬火，此時(shí)，夾具的HRC可達(dá)到6070，以便提高其耐磨性。在內(nèi)圓磨床上安排精磨內(nèi)錐，以精加工后的錐

4、孔為定位基準(zhǔn)（利用心軸，用V形鐵找正錐孔軸線），在平面磨床上安排精磨A、B表面。為保證實(shí)際加工前能迅速地調(diào)整好夾具體的正確位置，制作時(shí)，應(yīng)注意保證錐孔的中心線與A平面的平行度不大于0.02mm(主要控制鉆頭安裝后鉆頭軸線與車床主軸軸線在豎直面內(nèi)的平行度)，以利于找正鉆夾座的側(cè)面。B面為鉆夾座的定位安裝面，其距錐孔中心線的尺寸為22mm，是刀臺(tái)安裝面到車床主軸中心線的高度，制作時(shí)應(yīng)保證錐孔中心線與B面的垂直度在0.02mm內(nèi)(主要控制鉆頭安裝后鉆頭軸線與車床主軸軸線在水平面內(nèi)的平行度)。3、夾具的安裝使用及拆卸經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床多采用四工位自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，G-CNC6135也是四把刀具容量的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀

5、臺(tái)。刀具在刀臺(tái)上的安裝與普通車床上的相同，通過螺釘將刀桿壓緊在刀臺(tái)上進(jìn)行安裝。方法如下：將制作好的鉆夾座安放在刀臺(tái)的其中一個(gè)刀位，因夾具體與車床中心高等高，無需再作調(diào)整，此時(shí)，只需用百分表對(duì)夾具體的A平面進(jìn)行找正(保證鉆頭安裝使用時(shí)鉆頭軸線與車床主軸軸線在豎直面內(nèi)的平行度)，找正后，將螺釘壓緊，需使用的鉆夾頭或鉆頭直接裝在鉆夾座的錐孔內(nèi)即可。圖2 鉆夾座安裝圖由于鉆夾套總長比4號(hào)莫氏套短，不用時(shí)，可將鉆夾座拆下，在工作臺(tái)上輕觸錐柄部分，則鉆頭或鉆夾頭就很容易從鉆夾座卸下。鉆頭在刀臺(tái)上安裝后，鉆頭與車床工件的正確位置可通過對(duì)刀并輸入給數(shù)控系統(tǒng)后予以確定，進(jìn)給速度可由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，

6、加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率比用手轉(zhuǎn)動(dòng)手輪鉆孔明顯提高。4、自動(dòng)鉆孔的實(shí)際運(yùn)用如圖2所示柱塞工件的加工為例：圖3 柱塞工件1）原加工工序?yàn)? 工序1：棒料裝夾在卡盤上；車零件左端全部尺寸達(dá)到圖樣要求，切斷（總長留余量0.3mm）。 工序2：工件調(diào)頭以25.5mm肩臺(tái)左端面定位夾于車床主軸卡盤上;右端面保證長度30.7mm。 工序3：手動(dòng)鉆孔10.8mm，深為16.6 mm。 工序4：仍以25.5 mm臺(tái)肩左端面定位；用內(nèi)孔車刀車內(nèi)孔全部尺寸達(dá)要求；換外圓車刀車削17.6 mm直徑達(dá)要求。如果是批量生產(chǎn)，需要先對(duì)工件進(jìn)行批量手動(dòng)鉆孔，然后進(jìn)行工序4，這就增加了工件裝夾的次數(shù)，生產(chǎn)效率較低且加工精度較難保證

7、。 2）利用鉆夾座進(jìn)行自動(dòng)鉆孔工藝后的工序改進(jìn)工序1：與原工序1相同。 工序2：定位與改進(jìn)前相同。用外圓車刀車右端面取好總長的尺寸;同一把車刀車17.6 mm直徑；換鉆頭鉆10.8mm孔，深16.6 mm;換內(nèi)孔車刀車內(nèi)孔全部尺寸。從改進(jìn)前、后的工序安排可見，將工件原來的2、3、4道工序合為一道工序，減少了一次工件的裝夾工作。原來2、3、4三道工序用時(shí)4min，合為一道工序后用時(shí)2.5min，節(jié)約了1.5min，批量生產(chǎn)效率明顯提高30%40%，而且鉆孔的深度尺寸一致，質(zhì)量穩(wěn)定，在很大程度上減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。5、結(jié)束語運(yùn)用此夾具，不但能完成鉆孔的自動(dòng)加工，而且還可通過更換刀具在車床上完成

8、不同直徑的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔的自動(dòng)進(jìn)給，不用時(shí)也可迅速將鉆夾座從刀臺(tái)上取下，不影響其它刀具的安裝，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上完成了標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控車床的工作。 “工欲善其具，必先利其器”，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床鉆孔自動(dòng)進(jìn)給的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但制作方便且非常實(shí)用，在很大程度上感輕了勞動(dòng)者的體力付出并能起到提高生產(chǎn)效率的作用。事實(shí)證明，只要我們?nèi)粘Ｄ芰粢饧庸ぶ心桥率屈c(diǎn)滴的改進(jìn)，充分發(fā)揮數(shù)控車床自動(dòng)加工的優(yōu)勢(shì)，必可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。撰寫此文，希能拋磚引玉，懇請(qǐng)同行批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)：1、車工工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社。2、980TA系統(tǒng)說明書，廣州數(shù)控設(shè)備有限公司。3、金屬材料與熱處理，機(jī)械工業(yè)出版社。4、車床數(shù)字控制，中國勞動(dòng)出版社。（附）作者簡(jiǎn)介： 作