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普通車（chē）床高速切削加工改進

2019-4-24 來源：齊齊哈爾二機床（集團）有限責任（rèn）公司作者：付川川

摘要：文章對普通車床高速切削加工技術的改造工藝進行探討，使改進後的加刀運行轉速達3000r/min以上，並提高設備的進給率，當改進設（shè）備應用於大批量生產大孔和大平麵（miàn）的零部件加工工藝當中，實（shí）現（xiàn）工作效率的大幅度提高。文章所探討的普通機床的改造方案屬（shǔ）於低成（chéng）本改進方式（shì），可以為中小型企業在設備改造方麵提供參考（kǎo）性建議。

關鍵詞（cí）：普通車床（chuáng）；高速切削（xuē）；設備改造

切削（xuē）加工（gōng）技術的不斷發展，對汽車製（zhì）造、航空（kōng）航天領域（yù）、機械製造以及模具製造中（zhōng）具有較高的應用價值。高速切削已經發展成為切削加工工藝的關鍵技術。目前，對於高（gāo）速切削加工技術而言，國內對（duì）其技術理論、設備製造、工藝方案以及實踐應用都進行了一係（xì）列學術研究，並取（qǔ）得了豐碩的研究成（chéng）果。在高速機床的切削技術方麵，國內研究甚少。它作為影響整（zhěng）個工藝加工效果的關鍵因素，也影響國內高速加工技術發展，值得國內技術人員對其進行深究。

對於國內當前的機械製造行（háng）業來講，還需要（yào）大量的高速切削機床進行生產加工，但國內企業所采用的高速切削機床設（shè）備，絕大部分還都依賴（lài）國外進口（kǒu），且進（jìn）購價格普遍昂貴，根本無法適應小型企業進行生產和應（yīng）用。針對這一現象，文章對普通（tōng）車床高速切削加工技術（shù）的改造措施進行（háng）探討（tǎo），對改造普通機床的高速切削技術具有一定的參考價值。

1、切削速度的改進方法

在切削（xuē）速度上，舊式（shì）普通（tōng）車（chē）床的主軸轉速普遍偏低，為了提高床車的主軸轉速，可以通過（guò）在車（chē）床溜板上安裝一個電動機，並將刀柄與電機軸相連（lián），這樣的改造方案可（kě）以在主軸旋轉的情況下帶動刀具的旋轉，增加刀具的相（xiàng）對轉速，並達到3000r/min以上；而在切削刀具的進給率方麵，由於切削速率的優化，使得其（qí）主（zhǔ）軸（zhóu）轉速（sù）明顯（xiǎn）提高，其進給率也有相應的提高，使得其對（duì）各種材料的切削進給速度比普（pǔ）車快了2～3倍。

基於以上（shàng）兩點，實現（xiàn）切削速度和進給率兩方麵加工性能的提升，可以顯著（zhe）提高（gāo）使機床的整體工作效（xiào）率，單（dān）位時間內的材料切除率也會提升至普車機床的2～3倍。為了降低（dī）企業在改（gǎi）造方麵的投入成本，電動（dòng）機可以從報廢的舊式銑床設備上拆卸得來，其轉速也（yě）可以達到30～1500r/min。設（shè）備經改進後，其最快相對轉速可以達到3500r/min，切削進（jìn）給速度也提高了2成之（zhī）多。

2、設備（bèi）改裝注意事項

首先，切削加工改進（jìn）工前（qián），檢測車床導軌的直線度和平行度，其誤差不能大於被加工零（líng）件相對位置公差的1/6。設備在刀（dāo）夾（jiá）係統的結構（gòu）設計上，需要保證刀具的（de）懸伸量足夠小，從而提高刀（dāo）具的剛韌度，確保（bǎo）加工質量。

其次，在（zài）將電機與刀夾係統進行連接的過程中，需要（yào）將連（lián）接體（tǐ）係固定牢（láo）固（gù），對（duì）於刀夾（jiá）係統剛性（xìng）要（yào）求也要提高。在刀具初始設計中，可能存在刀具設（shè）置不對稱的現象，在改（gǎi）進過程（chéng）中需要重（chóng）新對刀具進行調整，進而確保刀具係統的穩定性。如在改進過程中沒有將連接體係固定好的話，刀柄在高速運轉的情況下很容易引（yǐn）起主軸及連（lián）帶部件的鬆動，嚴（yán）重（chóng）者（zhě）還會造（zào）成刀具的不規則磨損，減少了刀具的使用壽命，零部件的加工質量也會（huì）因此受到影響（xiǎng）。為了（le）增加其牢固性能，可以在電動機（jī）的前端平麵上安裝幾個（gè）深槽孔，使刀夾係（xì）統不光通過花鍵軸與電機進行接觸，還可以通過法蘭麵與電機平麵接觸。這樣的改進措施不但方便（biàn）了定位套的布（bù）置，進而加強了其與刀杆的緊密配合（hé），還可以防止刀具的額外震動，保證整個改裝係統的可行性及穩固（gù）性，從而提高產品的加工質量。另外，這（zhè）樣的改進措施也能（néng）夠很好的提高刀夾係統的剛韌度。

再次，在改進過程（chéng）中，可以在導軌附近的適當位置增加一（yī）個行程開關，從而完成對（duì）刀具行程的控製；同時，還可以安裝擋鐵，進而控製車床削孔的深度，提高加工質量和（hé）效率。在溜板麵上設計、安裝一個（gè）調整裝置，可以根據工作需要實現對電機和刀夾係統整體高度（dù）的調整。在設（shè）備啟動前，通過對高度的調整（zhěng），可（kě）以確保刀具的回轉軸線與主軸軸線的（de）平行性，進（jìn）一步提高加工精度。

最後，在完成改裝後，在刀具的選擇使用上，適宜采（cǎi）用大尺寸、質地堅硬的合（hé）金刀具，進而提高刀具的（de）剛韌度（dù）。同時需要注意刀柄結構的設計，盡量（liàng）保持刀具在快速運轉中的穩定性（xìng），不會由（yóu）於速度的增大，對（duì）加工產品質量產生不好的（de）影響。

3、結束語

經（jīng）實踐證明，按照上述的（de）改裝方法對普通車床車的切削技術進行改造，可以使加工出來的產品（pǐn）的表麵粗糙度達到（dào）Ra6.3，φ64孔表麵粗糙度達到Ra1.6，符合工藝生產的要（yào）求。進（jìn）而得到（dào）結論：通過在車床溜板上安裝一個電動機，並將刀柄與電機（jī）軸相連，可以使改裝後的設備切（qiē）削速度（dù）增至兩倍（bèi）多，加工（gōng）零件的表麵（miàn）質量也得到了大幅度提高。同時，在實（shí）踐中還發現了一個規律（lǜ）：若刀具軸線與被加工表麵間的夾角過大，則當刀具的進給速度（dù）加大時，其（qí）表麵粗糙度也會（huì）隨之加大，發（fā）生上述現（xiàn）象的原因主要在於垂直於刀具方向的切削力（lì）在增大的（de）過程中，會使工藝係統產生額外（wài）的振動。因此在加工過程中（zhōng）需要使刀具的軸線與被加工表麵的法線角度盡可能縮小（xiǎo），這（zhè）樣才不會影響改進後設備的工作質量。

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