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立式車床在公交車輛製動盤切削加工中的應用

2016-10-27 來源：杭州市公共（gòng）交通集團有限公（gōng）司作（zuò）者：吳國（guó）江（jiāng）

隨著（zhe）公交車輛製動器更多地（dì）采用盤式（shì）製動（dòng）的形式，車輛的製動效果有了很大提高。車輛行駛（shǐ）一段（duàn）時間，製動盤磨損有時會不均勻，盤麵出現凹凸（tū）不（bú）平現象，若製動盤的厚度還沒有磨損（sǔn）到極限尺寸，隻要把製（zhì）動盤的平麵形狀修（xiū）複平整，仍可裝車使用。但是，修整加工（gōng）大客車製動盤（pán）的專用設備國內很難找到，而（ér）用小車製動盤切削機（jī）替代，則加（jiā）工（gōng）效率低，加工精度也不高。因此，我們一直（zhí）想開發大客車製動盤專用切削（xuē）加（jiā）工設備。經（jīng）過努力，我們終於（yú）在立式車床上成功開發出加工切（qiē）削大客車製動盤的功能。

1. 立式車床切削加工製動盤的開發改（gǎi）裝

用小車製動盤切削機切削加工公交車的製動盤，其切削機采用1．1千瓦電機，由（yóu）於電機（jī）功率太小，切削量最大隻能（néng）達到0．1毫米，切削量設（shè）置大一點，電機就走不動，或切削時發生設備（bèi）共振（zhèn）；製動（dòng）盤夾（jiá）持到（dào）芯軸前，先要用四個螺栓固定（dìng）在一（yī）個（gè）定位套上，然後定位套（tào）再安（ān）裝定位在芯軸上，這個過程（chéng）操作時間長，中間環節多，定位的累（lèi）積誤差大，製動盤的加（jiā）工精度低；製動盤是夾持懸掛在芯軸上的，製動盤重量較重（chóng），芯軸受重力（lì）會有彎曲，影響製動盤的加工精度；機床自重輕(90公斤)，剛性小，工（gōng）作時機床會有共振，製動盤加工麵經常會有雜亂花紋出現。針對這些（xiē）問題（tí），我們將型（xíng）號為CX516的立式（shì）車床（chuáng）進行了開（kāi）發改裝。

CX615立式車床最大切削直徑630毫米，切削最大深度（dù）500毫米，主電機（jī）功率7．5千瓦，重量3700公斤。車床的（de）切削量（liàng）為（wéi）數（shù）字顯示，顯（xiǎn）示（shì）精（jīng）度為0．01毫米。

我們2012年改（gǎi）裝的（de）用於切削加工（gōng）製（zhì）動（dòng）鼓的立式車（chē）床，同一台立式車床上（shàng）既可切削加工製動鼓又可切削加工製動盤，就要再對立式車床的進給方向（xiàng）、夾工作台上已裝好了芯軸(圖1)，若要在具（jù）、刀架、刀具（jù）進行改裝。

圖（tú）1

2.切削進給方向的可行性

立（lì）式車床（chuáng）要切削製動盤（pán）首先要確定進給方（fāng）向是否可行，我們原先在（zài）切削製動鼓時進給方向是與（yǔ）芯軸平（píng）行的，即垂直方向。而切削製動盤時，立式車床的進給方向應該是垂直（zhí）於芯軸，也就是進給方向要水平方向（xiàng）。

原理是當製動盤1用壓板4夾持在立式車床的工作台2上，製動盤的一個製（zhì）動麵5是水平朝上的，當工作台（tái）轉動帶動製動盤旋轉，刀具3切削製（zhì）動盤的製動麵5，刀具3水（shuǐ）平方向進（jìn）給時，可對（duì）整個平麵進行切（qiē）削(圖2)。因此，加工切削製動盤，機床必須要有水平的進給方向。立式車床（chuáng）具（jù）有四個進給方向，即（jí）垂直上、下和水平左（zuǒ）、右，因此可（kě）以滿足切削加工製動盤的要（yào）求。

3.夾具定位方案

圖2切削（xuē）加工製動盤，製動盤直接夾持在（zài）立式車床的工作台2上（shàng），製（zhì）動盤的定位麵與工作（zuò）台貼合，再用（yòng）壓板4壓住，工作台2轉動，刀具3進給切（qiē）削製動盤1的製動麵5。製（zhì）動麵5切削加工完成以後，再把製動盤1翻身，剛修正過的製動麵（miàn）5與工作台平麵貼合，然後，切削製動盤另一製動（dòng）麵。但是，原先用於切削加工製動鼓的立式車床，工作台上已裝好了芯軸，如按以上切削加工製動盤的方法，原先的立式車（chē）床製動鼓就不能切削加工。保留原來的芯軸，又可以切削（xuē）加工製動盤，為此我們再對製（zhì）動盤的結構進行分析研究，發現製動盤的中心有大孔，製動盤可穿過芯軸（zhóu）放到機（jī）床的工作台上，這樣（yàng），製動盤裝夾在有芯（xīn）軸的立式車床（chuáng）上就可以實現。

具（jù）體方法是：製動盤5先穿過芯軸2放在立式（shì）車床的工作台上（shàng），壓板4壓在製動盤（pán）5上，軸套3放在壓板（bǎn）4上麵，大螺母（mǔ）1通過壓緊軸套3從而壓緊壓板4，當工作台6旋轉時，製動盤5與工作（zuò）台6一起轉動，這樣就可以實現切削製動盤的（de）工（gōng）作麵，如圖3所示。當製動盤這（zhè）一工作麵加（jiā）工好後，翻轉製動盤，再用同樣方法壓緊（jǐn），切削（xuē）加（jiā）工另一個工作麵，這樣就實現了在有芯軸的立式車床（chuáng）上切削加（jiā）工製動盤。

4.刀架（jià）的確定與刀具的選用

原用於切（qiē）削加工製動鼓（gǔ）的立式車（chē）床，為了實現縱深切削，我們把立式車床的標準刀架改成了（le）細長刀架：長250毫米，截麵60 X 60毫米的方（fāng）形直杆刀架(圖4)。

從圖4看（kàn）到，刀具夾（jiá）在刀架上時，刀頭是朝向側（cè）麵的，這種刀具方向隻能切（qiē）削圓柱麵。為了解決在同一個刀架上，即可以切削加工圓柱麵，又可以加工平麵，我們考慮還是用立式車（chē）床的標準刀（dāo）架，因為標準刀架有三個刀具夾持（chí）槽，它可夾持垂直（zhí）方（fāng）向和水平方（fāng）向的刀具。但（dàn）由（yóu）於立式車床標準刀架寬度為（wéi）200毫米，在切削加工製動鼓時，製動鼓中間（jiān）有輪轂，輪轂與製動鼓中間隻有]00毫米的（de）空間（jiān）距離，刀架（jià）下行時會與製動鼓中間的（de）輪（lún）轂（gū）幹涉。而切削加工製動盤（pán）時，標準刀架在右側，不會與製動盤相幹（gàn）涉，因此，標準刀架切削製動盤是沒問題的，但切削加工製動鼓（gǔ）就要用其（qí）它特殊尺寸的刀具。為了解（jiě）決立式車床標準刀架能切削製（zhì）動鼓的問題，我們采用加長車刀，車刀長300毫米，垂直夾持（chí）在標準刀架上，車刀伸出長度有200毫米，可切削深達200毫米的製動鼓（gǔ），為了加強長車刀的剛性，我們加大了車刀的端麵尺寸，采用30 X 30端麵的車刀，這個尺寸剛好能放到標準立式車床的刀架槽內，刀具的強度應該滿足要求。

5.立式（shì）車床切削製動（dòng）盤、製動鼓

立式車床安裝調（diào）試（shì）後，我（wǒ）們先車削加工了大客車的製動（dòng）盤(圖5)，加工參數為：切削量0．6毫米，轉速50轉／分，進給量（liàng）30毫米／分。立式車床在這種參數下加工運轉（zhuǎn）平穩、噪音小（xiǎo），無共振，加工麵線條均勻（yún）、細膩（nì），一刀完成的加工麵平（píng）麵度測量值為0．01毫米。

因為刀架、刀具與原先用於製動鼓切削加工（gōng）的有所不同，是否滿足切削製動鼓的要求，我們進行製動（dòng）鼓的切削試（shì）驗加工參數相同：切（qiē）削量0．6毫米（mǐ），轉速50轉／分，進給量30毫米／分。立式車床加工運（yùn）行（háng）平穩、長（zhǎng）車刀（dāo）沒有發生（shēng）抖動現象，加工線條均勻、細膩，加工麵圓柱度測量值為0．05毫米，完全滿足使用需要(圖6)。

6.立（lì）式車床（chuáng）與（yǔ）小車製動盤切削機的性

能對比在同一台立式車床上切削加工製動鼓、製動盤，不僅提高（gāo）了設備利用（yòng）率，而且生產效率高（gāo），成本（běn）低，切削加工的（de）製動盤精度高，與蹄片的配合好，保證了應的製動性（xìng）能。我們開發改裝的（de）立式車床切削加工製動盤相比小車製動盤切削機的性能優點見附表。

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