B2016A龙门刨床的凹圆弧面加工*

宋亚林

(鄂州职业大学机械工程学院，湖北 鄂州 436000)



B2016A龙门刨床的凹圆弧面加工*

宋亚林

(鄂州职业大学机械工程学院，湖北 鄂州 436000)

原B2016A龙门刨床是一种老式刨床，不能加工圆弧面工件。经过改造，增加了简单的工装设备，让某个垂直刀架的切削刀具能实现圆弧进给运动，使得原刨床具有加工凹圆弧面的功能，扩大了原刨床的使用范围。实践证明，改造取得了成功，有很强的实用价值。

龙门刨床；工装设备；凹圆弧面；刀架

某重型机械公司由于生产的需要，经常需要加工一些大尺寸的凹圆弧面工件。由于原B2016A龙门刨床[1]无法加工凹圆弧面，在生产任务紧张时，只能借助外协完成任务，因为现有的机床闲置不用，使得生产成本增加。经过分析原刨床的工作原理，增加有效的工装[2]设备，对原刨床进行合理改造，使得原刨床能够加工凹圆弧面工件，扩大了使用范围。

1　原龙门刨床的改造思路

如图1所示，原B2016A龙门刨床具有龙门顶、左右立柱、横梁、刀架等部件。立柱上装有横梁和左右刀架，横梁可在立柱上垂直移动。横梁上带有可水平进给移动的左右垂直刀架等零部件。工作台[3]放在底座导轨上，在加工生产时，被加工零件置放在其工作台上，工作台带着工件作往复直线运动，刀架中的刀具可作直线进给运动。由于刀架的水平进刀(左右两个方向)、垂直进刀(上下两个方向)运动是独立的，原刨床刀架中的刨刀不能作圆弧形运动，难以加工出所需的圆弧面。如果通过改装，使刀架中的刨刀具备准确的圆弧运动功能，则可实现凹圆弧面加工。

改造思路主要是在原刨床的基础上增加横梁挂件、摆杆DC及必要的圆柱销轴组件，当需要圆弧凹面加工时，将横梁挂件的底部固定在横梁上，摆杆DC的D端通过圆柱销轴与挂件顶部的销孔相连，摆杆DC的C端与右垂直刀架(或左垂直刀架)手动圆盘的转动轴相连。

改造后，右垂直刀架中间的垂直丝杆被卸下来，使得右垂直刀架的刀头在垂直方向的运动不再受垂直丝杆控制，只受摆杆DC控制，当横梁中的丝杆转动，带动右垂直刀架横向进给[4]移动时，由横梁、右垂直刀架、摆杆DC组成的摆动机构[5]带动右垂直刀架的刀头作圆弧进给运动[6]，其运动半径为R，实现圆弧凹面加工。在改造中，充分考虑到了经济性，合理地利用了原设备中既有零部件的有效功能。使得原刨床刀架中的刨刀具备准确的圆弧运动功能和充分的力学加工性能。

2　工艺装备的准备

用于B2016A龙门刨床凹圆弧面[7]加工改造的工

艺装备主要由横梁挂件、摆杆、圆柱销轴及锁紧螺母等零件组成。

横梁挂件是工艺装备的最重要组成部分，图2所示为横梁挂件的零件图，其主要作用是为摆杆的弧形摆动提供支撑。挂架的下半部分为与横梁连接部分，图中挂架的E、F两处带有燕尾槽，以便与横梁下面的燕尾角部分勾连结合；挂架的A、B两处，水平方向各有4个螺纹孔，在与横梁相连时，通过压板和螺栓组件，使得挂架紧贴在横梁之上；A、B两处的垂直方向，各带有螺纹通孔(此处图中各以2条虚线代替)，利用垂直方向的螺栓和垫块组件，使得挂架与横梁的结合更为牢靠。

摆杆CD(图1所示)用于挂件与垂直刀架的连接并产生圆弧形运动。当横梁上的丝杆带动右垂直刀架水平移动时，摆杆CD通过刀架推动刀架中的刀头作满足精度[8]要求的圆弧形运动。摆杆的转动半径与摆杆两端的销孔轴心距离相等。此时，刀头的运动曲率半径R与摆杆的转动半径相等，即R=DC。摆杆的零件图如图3所示。销轴(见图1中的D)用于摆杆和挂架的连接与相对转动，其直径为φ69 mm，为了连接可靠，在销轴的两端加工有螺纹，方便螺母固定。销轴、压板、垫块及螺栓组件的零件图未在本文中画出。

3　凹圆弧面加工的具体措施

当需要进行凹圆弧面加工时，将工件划线后，首先以凹圆弧面的曲率半径R为长度加工摆杆。按图1的要求装夹备用的横梁挂架、销轴、摆杆，摆杆的一端与挂架销轴相连，另一端与右垂直刀架(或左垂直刀架)手动圆盘的转动轴相连。由横梁的丝杆带动刀架横向自动进给，摆杆的摆动控制刀头的圆弧运动。进给量的大小可通过调节横梁的高度来完成。

经过改装调试，用这种方式加工凹圆弧面时，工件的表面粗糙度能达到Ra1.6 μm, 精度等级能够达到IT7级，满足工件的精度要求。

4　结语

该改造方案[9]只需加工横梁挂件和连件等少量简单零件，不改动电气控制部分。由于改造中不破坏原有的设备，因而在不需要加工凹圆弧面时，只需卸下改造工装设备、还原原有设备即可，改造容易实现，无安全隐患，成本极低。该改造技术也同样适用于一部分双柱龙门刨床，如B2010、B2012A等，有较高的推广应用价值。

[1]吴先文,冯锦春,马荣平.B2016A龙门刨床技术改造研究[J].制造技术与机床，2009(5)：130-134.

[2]肖永春.大直径圆弧面的加工工装[J].新技术新工艺, 2005(10):32.

[3]李文德,杨建军.对闲置刨床技术改造的工艺与效益分析[J].工业设计,2012(2):104.

[4]关红.PLC 改造B2012A 型龙门刨床的控制系统[J].数字技术与应用,2013(1):17.

[5]韩建国.大半径局部圆弧面加工装置[J].金属加工,2008(10):38-39.

[6]刘俊.龙门刨床自动进给加工圆弧内表面的工艺研究[J].科技信息, 2012(5):163.

[7]卓泽永,梁明达.利用牛头刨床自动走刀加工圆弧面[J].职业,2013，59(15)：61.

[8]林志峰,任建军. B2016A 龙门刨床改造[J].重型机械科技,2007(3)：36-39.

[9]王玉明，谢清明. B2010A 型龙门刨的经济性改造探讨[J].中国高新技术企业,2010(13):34-35.

向为机械设计与制造。

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B2016A dragon gate mechanical slicer concave cambered surface processing

SONG Yalin

(Mechanical Department, Ezhou University, Ezhou 436000, CHN)

The original B2016A dragon gate mechanical slicer is one kind of old style mechanical slicer, can not process circular arc surface components. After the transformation, increases the simple work clothes equipment, enables some vertical tool rest the cutting tool to realize the circular arc feed motion, enables the original mechanical slicer to have the processing concave cambered surface function, expands the original mechanical slicer use scope. Practice has proved the success of the reconstruction, and has great practical value.

dragon gate mechanical slicer; tooling equipment; circular arc surface; tool rest

TH122

B

宋亚林，男，1964年生，副教授，研究方

(编辑孙德茂)(2016-01-12)

160548

湖北鄂州职业大学科研项目：通用龙门刨床的圆弧面加工改造研究(2015yb01)。