普通車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，使改進后的加刀運行轉速達3000r/min以上，并提高設備的進給率，當改進設備應用于大批量生產大孔和大平面的零部件加工工藝當中，實現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于低成本改進方式，可以為中小型企業在設備改造方面提供參考性建議。
關鍵詞：普通車床；高速切削；設備改造
切削加工技術的不斷發展，對汽車制造、航空航天領域、機械制造以及模具制造中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，對于高速切削加工技術而言，國內對其技術理論、設備制造、工藝方案以及實踐應用都進行了一系列學術研究，并取得了豐碩的研究成果。在高速機床的切削技術方面，國內研究甚少。它作為影響整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。
對于國內當前的機械制造行業來講，還需要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備，絕大部分還都依賴國外進口，且進購價格普遍昂貴，根本無法適應小型企業進行生產和應用。針對這一現象，文章對普通車床高速切削加工技術的改造措施進行探討，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
在切削速度上，舊式普通車床的主軸轉速普遍偏低，為了提高床車的主軸轉速，可以通過在車床溜板上安裝一個電動機，并將刀柄與電機軸相連，這樣的改造方案可以在主軸旋轉的情況下帶動刀具的旋轉，增加刀具的相對轉速，并達到3000r/min以上；而在切削刀具的進給率方面，由于切削速率的優化，使得其主軸轉速明顯提高，其進給率也有相應的提高，使得其對各種材料的切削進給速度比普車快了2～3倍。
基于以上兩點，實現切削速度和進給率兩方面加工性能的提升，可以顯著提高使機床的整體工作效率，單位時間內的材料切除率也會提升至普車機床的2～3倍。為了降低企業在改造方面的投入成本，電動機可以從報廢的舊式銑床設備上拆卸得來，其轉速也可以達到30～1500r/min。設備經改進后，其最快相對轉速可以達到3500r/min，切削進給速度也提高了2成之多。
2、設備改裝注意事項
首先，切削加工改進工前，檢測車床導軌的直線度和平行度，其誤差不能大于被加工零件相對位置公差的1/6。設備在刀夾系統的結構設計上，需要保證刀具的懸伸量足夠小，從而提高刀具的剛韌度，確保加工質量。
其次，在將電機與刀夾系統進行連接的過程中，需要將連接體系固定牢固，對于刀夾系統剛性要求也要提高。在刀具初始設計中，可能存在刀具設置不對稱的現象，在改進過程中需要重新對刀具進行調整，進而確保刀具系統的穩定性。如在改進過程中沒有將連接體系固定好的話，刀柄在高速運轉的情況下很容易引起主軸及連帶部件的松動，嚴重者還會造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因此受到影響。為了增加其牢固性能，可以在電動機的前端平面上安裝幾個深槽孔，使刀夾系統不光通過花鍵軸與電機進行接觸，還可以通過法蘭面與電機平面接觸。這樣的改進措施不但方便了定位套的布置，進而加強了其與刀桿的緊密配合，還可以防止刀具的額外震動，保證整個改裝系統的可行性及穩固性，從而提高產品的加工質量。另外，這樣的改進措施也能夠很好的提高刀夾系統的剛韌度。
再次，在改進過程中，可以在導軌附近的適當位置增加一個行程開關，從而完成對刀具行程的控制；同時，還可以安裝擋鐵，進而控制車床削孔的深度，提高加工質量和效率。在溜板面上設計、安裝一個調整裝置，可以根據工作需要實現對電機和刀夾系統整體高度的調整。在設備啟動前，通過對高度的調整，可以確保刀具的回轉軸線與主軸軸線的平行性，進一步提高加工精度。
最后，在完成改裝后，在刀具的選擇使用上，適宜采用大尺寸、質地堅硬的合金刀具，進而提高刀具的剛韌度。同時需要注意刀柄結構的設計，盡量保持刀具在快速運轉中的穩定性，不會由于速度的增大，對加工產品質量產生不好的影響。
3、結束語
經實踐證明，按照上述的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的表面粗糙度達到Ra6.3，φ64孔表面粗糙度達到Ra1.6，符合工藝生產的要求。進而得到結論：通過在車床溜板上安裝一個電動機，并將刀柄與電機軸相連，可以使改裝后的設備切削速度增至兩倍多，加工零件的表面質量也得到了大幅度提高。同時，在實踐中還發現了一個規律：若刀具軸線與被加工表面間的夾角過大，則當刀具的進給速度加大時，其表面粗糙度也會隨之加大，發生上述現象的原因主要在于垂直于刀具方向的切削力在增大的過程中，會使工藝系統產生額外的振動。因此在加工過程中需要使刀具的軸線與被加工表面的法線角度盡可能縮小，這樣才不會影響改進后設備的工作質量。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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