基于环形零件加工的机床改进

何朝均

摘要：文章结合某环形零件加工实例，从环形零件加工的角度入手，对机床结构改进优化的主要策略进行了分析与探讨，同时简要研究了在机床改进期间的几点注意事项，希望以上相关问题的研究能够引起各方关注与重视。

关键词：环形零件；加工；机床；改进

环形零件在当前多个行业与领域中均有着非常广泛的应用价值。由于环形零件的外观较为特殊，故而在加工过程当中存在比较大的难度。特别是在使用数控車床对环形零件进行大批量加工的过程当中，稍有不慎就会导致加工质量大打折扣。针对此问题，就需要结合环形零件的加工特点，对机床结构进行合理的改进与优化，本文即围绕该问题做详细分析与探讨。

1.实例分析

以对某环形零件的加工为例，该加工作业具有大批量生产特点，且对生产产品的质量性能有比较严格的要求（合格产品需要达到外观无夹渣，裂纹，无毛刺等明显缺陷，且手摸无割手感等要求）。同时，该环形零件的尺寸也有严格要求（自身重量需要控制在115.0g左右，同时外圆两侧倒角需要按照0.2*45°标准进行控制）。根据以上要求，生产作业实践中使用CKA6150#数控车床完成对该环形零件的加工作业，加工过程当中选择无缝钢管作为毛坯材料，长度为23.5cm，内孔径尺寸为6.75cm。在对该环形零件加工过程进行全面分析期间发现：在使用该数控车床进行加工期间，零件的精度以及重量比较理想，但在装夹环节中还存在有比较大的缺陷，即装夹环节的辅助时间较长，加工效率相对较低，且成本较高。因此，就需要结合对该环形零件进行加工的实际情况，采取各种手段与措施，对辅助时间进行合理的控制，通过改进机床结构的方式，使环形零件的加工更加有效。

2.基于环形零件的机床改进策略

2.1 对三抓卡盘的改进

从常规车削加工工艺的角度上来说，在对环形零件进行加工的过程当中，需要采取的工作步骤为：将毛坯装夹在三爪卡盘之上，切削外圆并按照7.85cm标准进行控制，然后逐件切断。但在这一操作过程当中，最主要的问题是：在完成每个阶段的装夹工作之后，仅能够完成2～3件的切断作业，无法满足代加工零件在大批量生产方面的基本要求。因此，工作人员尝试从三爪卡盘自动定心工作原理的分析角度入手，对三爪卡盘现有的装夹方式进行改进。

结合整个机床加工环形零件的流程角度上来说，由于前一工序中毛坯内孔尺寸已经完成了加工作业，故而为工件在后续环节中的装夹提供了必要的支持，通过精准的工作基面，使工件在装夹于三爪卡盘的过程当中形成一个圆柱体（圆柱体基本尺寸为：长度25.0cm，外直径为6.8cm），同时在轴向方向将其切为三瓣夹角均为120°的扇形，，然后将以上三瓣夹角均焊接在三爪卡盘所对应的三个爪之上。

在对该工艺进行此种改进以后，可以在每次完成对毛坯的安装作业组以后，一段一段的进行切削加工，直至完成对整个毛坯的加工作业。还需要特别注意的一点是：为了确保焊接反爪与轴心线所对应的同轴度符合要求，还需要在焊接完成后，装夹在车床，表面外轴圆车削1.0mm，以保障改进的效果。

2.2 对尾座进给方式的改进

由于前面所提到的对三爪卡盘改进的内容当中涉及到对反爪的应用，而反爪的应用还导致自身的切削受力条件受到不良的影响，在实际生产中容易出现弯曲变形的问题。因此，就需要在实际作业的过程当中使用顶尖对工装进行支撑。然而，对于较长的毛坯而言，为了能够一次性完成加装～生产的各道工序，可能导致工装与尾座所对应的位置较少，无法满足本环节环形零件加工的具体需求。针对存在的这一问题，还需要在基于环形零件加工的实际情况下，将对尾座进给方式的改变作为主要的调整内容之一。

在对尾座进给方式进行与俺就的过程当中，首先需要将原尾座中存在的首轮予以卸载，然后在该位置装设独立的三家皮带轮，同时尾座上方平行设置一台直流电机，在直流电机旋转作用力的影响下，对顶尖快速进退。

通过对机床进行的此类改进，能够使直流电机处于正常运行状态下，通过对机床结构进行的改进，能够改变传统意义上首摇进给的方式，将其转变为未作自动快速进给的方式，同时在降低工作人员操作强度，提高工作效率方面也有一定价值。

3.机床改进中的注意事项

同时，为了能够使基于环形零件加工的机床在加工零件方面的优势更加确切，还需要在机床结构的改进升级过程当中，注意以下几个方面的问题：首先，在对毛坯基础进行装夹的过程当中，三爪卡盘上搬受手需要通过反转的方式与工件相互稳固，避免在机床运行的过程当中发生正转卡盘的问题；其次，在机床切断零件前，需要先进入三角槽内，通过加工的方式形成0.2*45°倒角，然后再对部分零件进行切除，以达到批量生产环形零件的目的；第三，在对尾座进给方式进行调整的基础之上，改进后的电气部分使用时首先需要对整个机床所对应的外部速度进行调整（将其调整为零值），通过此种方式，避免在机床生产作业实施过程当中出现瞬时性大电流，避免其对US控制器造成不良影响；第四，在对尾座进给方式进行改进的过程当中，采用发电机回授电压控制系列产品，若选择其他品牌的电机，则需要根据所选择的品牌电机性能，对发电机所对应的回授电压进行合理调整；第五，在对皮带旋转方向进行更换前，需要对控制器背面接线座上的CW以及COM跳线进行对调。

4.结束语

通过对以上改进措施的落实，使得环形零件的加工效率得到了有效的提升。结合观察得到的数据来看，在改进前，环形零件加工过程当中制作1件的耗时在90s左右。经过改进后，环形零件加工过程当中制作1间的耗时不足40s，由此达到了缩短环形零件加工时间，降低加工成本，提高加工作业效率等多个方面的目的。

参考文献：

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