新型電機機座底腳面銑鉆機床

■ 山東濟寧特力機床有限公司 （272000） 劉艷華 李玉玲

■ 上海東方泵業(yè)（集團）有限公司 （201906） 張永泉

在我公司近30年來為電機行業(yè)制造的專用機床當中，用于機座中心高160～315 mm的電機機座銑削底腳面、鉆削底腳面4個固定螺栓孔的機床至今雖然仍被市場認可，但其加工效率偏低，操作者在工件品種變更時調(diào)整機床的輔助時間長、勞動強度大。這些問題市場上反映越來越明顯。

因此我們設(shè)計推出了一款新型電機機座底腳面銑鉆機床，受到了用戶的廣泛好評。下面結(jié)合新老型號機床的結(jié)構(gòu)形式，介紹新機床的特點。圖1為我公司原電機機座底腳面銑鉆機床結(jié)構(gòu)簡圖。

1.原機床存在的問題

在老型號機床中，有兩個問題比較突出：

（1）電機機座中心高為160～315 mm的電機機座底腳面加工余量普遍為5～8 mm，因此底腳面銑削加工時，兩個銑削動力頭分別加工工件的一個底腳，同步先是至上而下運動，銑削刀盤完全切出工件，然后通過微進給滑臺的前移，銑削動力頭再至下而上運動，兩次加工后，將底腳面加工至尺寸要求，銑削加工時間長。

圖1

（2）鉆削主軸箱鉆削刀具為普通麻花鉆，采用了活動鉆模板結(jié)構(gòu)以保證孔的加工精度，同時采用了萬向節(jié)式傳動機構(gòu)，以滿足鉆削主軸位置相對不同工件，在機床定位基準面的底腳孔分布的位置要求。在鉆削加工中，刀具磨損后需要重新刃磨，并要適時調(diào)整鉆頭接桿長度，以免工件鉆不透。另外在被加工件品種變更時，除更換鉆削刀具外，還需要根據(jù)工件孔的位置分布調(diào)整鉆削刀具支座，即鉆削主軸在主軸箱前蓋板上的位置。因為鉆削刀具支座最大可適應直徑為28 mm普通麻花鉆的裝夾，所以該機構(gòu)總體質(zhì)量較大，在調(diào)整位置時需兩人配合拆、裝定位銷，并松、緊螺釘。這樣，不僅勞動強度大，而且輔助時間長。

2.數(shù)控新型專機

針對上述主要問題，我公司改進設(shè)計，推出了新型數(shù)控專用機床。圖2為我公司新型電機機座底腳面銑鉆機床結(jié)構(gòu)簡圖。

在新型機床結(jié)構(gòu)中，采用數(shù)控系統(tǒng)控制，機床縱、橫床身是T字形結(jié)構(gòu)，龍門框架立柱，正掛主軸箱，可實現(xiàn)X、Y、Z三軸聯(lián)動。機床為單主軸加工，由于加工任何一種工件只需要鉆、銑兩把刀具，故采用了自動刀具交換機構(gòu)，以滿足在加工過程中刀具的轉(zhuǎn)換。

與老型號專用機床相比，新型機床有以下特點：

（1）機床主軸箱主軸錐孔為BT50，內(nèi)置碟簧緊刀機構(gòu)，用于夾持含刀柄、拉釘?shù)你@削或銑削刀具總成。在主軸后端布置松刀液壓油缸。

（2）銑削刀具采用階梯面銑刀，面銑刀上所有相鄰刀片一高一低排列，共分兩層，每層刀片高低落差不超過0.05 mm。兩層刀片落差為3 mm左右，這樣相對于工件底腳面5～8 mm的加工余量，一次銑削就可將工件加工至尺寸要求。

鉆削刀具為可轉(zhuǎn)位淺孔鉆，為剛性加工，相對于老機床普通麻花鉆和活動鉆模板的結(jié)構(gòu)形式，在能夠提高切削參數(shù)的同時，更能保證加工精度。

（3）新型號機床在銑削或鉆削加工時，均為單軸加工，相對于老型號機床的多軸加工，新型號機床在保證機床剛性的前提下，通過刀具選配，調(diào)整主軸結(jié)構(gòu)及主軸傳動結(jié)構(gòu)，采用相對高速的加工模式以提高效率。

以加工中心高為315 mm的電機機座為例，表1和表2為新老型號機床切削參數(shù)對比，從表中數(shù)據(jù)可以看出，新型號機床切削時間較老型號機床切削時間有明顯的降低。

通過實際測算，原來專機加工一件的時間是12.5 min，新型專機加工一件的時間是6.5 min。

（4）工件品種變更時，新型號機床只需在刀具交換機構(gòu)固定刀座中用專用工具卸下鉆削刀具，再裝入所需刀具，調(diào)用相關(guān)加工程序即可，整個過程單個操作者1～2 min即可完成。而老型號機床需兩個操作者配合，調(diào)整鉆削主軸位置和各進給部件行程開關(guān)，需要2～3 h的時間，并且勞動強度很大。

（5）新型號機床移位工作臺上如布置數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，將刀具交換機構(gòu)更換成刀庫，數(shù)控系統(tǒng)升級，加裝防護、冷卻和排屑等，即可將設(shè)備改造為一臺臥式加工中心，提高設(shè)備利用率。

3.新機床的擴展應用

新型號機床可以擴展到其他產(chǎn)品類似于電機殼的零件加工。如臥式離心泵泵體的加工，泵體零件如圖3所示。

圖2

表1 銑削加工參數(shù)對比

表2 鉆削加工參數(shù)對比

圖3

從圖中可以看到，泵體底腳平面的銑削和4個直徑18 mm的孔的鉆削加工與電機殼底腳加工完全相同。目前我國臥式離心泵是量大面廣的產(chǎn)品，各個生產(chǎn)廠家都是中小批量輪番生產(chǎn)，加工普遍采用傳統(tǒng)的通用機床加工，加工效率低，質(zhì)量差。若采用新型號專機加工，只需編制不同的加工程序，即可完成對不同規(guī)格泵體的加工，將小批量生產(chǎn)變?yōu)榇笈可a(chǎn)，大大提高了加工效率，降低了加工成本，提升了水泵加工的工藝水平。

新型號機床采用數(shù)字控制后，大大提高了專用機床的柔性，擴大了專用機床使用范圍，專機數(shù)控化必將成為今后機械產(chǎn)品加工設(shè)備的發(fā)展趨勢。

新型號機床推出后，雖然售價較老型號機床有所提高，但其加工的高效性，操作的便利性，功能的擴展性，已被廣大用戶所認可。

[1] 陳心昭，權(quán)義魯.現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2] 金振華.組合機床及其調(diào)整與使用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.

[3] 黃鶴汀.金屬切削機床設(shè)計[M].上海：上?？萍嘉墨I出版社，1986.