普通臥式車床屬于機(jī)加工行業(yè)中基本、應(yīng)用廣泛的設(shè)備。作為港口企業(yè)，普通臥式車床主要用于起重吊裝機(jī)械非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工，如軸類、銷類、螺紋類等的機(jī)加工件，考慮到制造工藝、制造成本以及操作人員技能水平的限制，對(duì)普通臥式車床進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，對(duì)于普通臥式車床改善加工工藝，拓展應(yīng)用范圍有很大的幫助。
1、車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置的設(shè)計(jì)制作與使用
1.1 工件外螺紋加工方式
普通車床加工完成的外螺紋，其一般采用車削螺紋或者手工套絲法加工。車削加工即將工件固定在卡盤上，工件旋轉(zhuǎn)，根據(jù)工件螺距、導(dǎo)程、牙型等參數(shù)的要求，車刀沿工件的軸向和徑向進(jìn)給，通過(guò)車刀刀刃的運(yùn)動(dòng)軌跡完成外螺紋的加工。在實(shí)際操作中容易出現(xiàn)打刀、亂扣、螺距錯(cuò)誤、螺紋表面粗糙度過(guò)大、加工精度不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，成品率較低。手工套絲法即將工件固定于老虎鉗上，將板牙放入板牙架內(nèi)，用板牙對(duì)準(zhǔn)工件，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)板牙架完成工件外螺紋加工。此法要求操作者在手動(dòng)套絲的過(guò)程中用力均勻，保證工件軸線與板牙表面的垂直以及工件軸線與板牙中心線的同軸度，容易出現(xiàn)外螺紋歪斜、板牙損壞的情況。
1.2 車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置的工作原理
結(jié)合普通車床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及板牙套絲原理，設(shè)計(jì)一套車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置。臥式車床型號(hào)為 CW6163C，其尾座套筒裝有頂尖，用于機(jī)加工以及長(zhǎng)軸定位，將頂尖取下更換為自動(dòng)套絲裝置，在外螺紋加工過(guò)程中，工件裝夾于卡盤上，板牙安裝于自動(dòng)套絲裝置內(nèi)，將所需尺寸的板牙套對(duì)準(zhǔn)工件，工件低速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)切出一兩圈螺紋之后，板牙自動(dòng)進(jìn)給，達(dá)到所需螺紋長(zhǎng)度時(shí)工件反轉(zhuǎn)，板牙自動(dòng)退出。
1.3 車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置，包括錐頭連桿、滑動(dòng)套筒、板牙套、定位螺栓、襯套，整個(gè)裝置采用 45# 鋼制作，其強(qiáng)度、硬度以及耐磨度滿足使用要求，零件尺寸如圖 1 所示。
圖 1 自動(dòng)套絲裝置零件圖
安裝于尾座套筒內(nèi)部錐度為莫氏 5 號(hào)，因此，錐頭連桿的頭部設(shè)計(jì)為莫氏 5 號(hào)錐柄，保證錐頭連桿的錐柄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)套裝置的自動(dòng)定心，保證板牙與工件的同軸度。在錐頭連桿部分設(shè)計(jì)通氣孔，解決由于空氣壓力使滑動(dòng)套筒無(wú)法前進(jìn)的問(wèn)題。
滑動(dòng)套筒套入錐頭連桿的尾部，板牙通過(guò)滑動(dòng)套筒在自動(dòng)套絲裝置上移動(dòng)，為套絲提供行程，滑動(dòng)套筒上表面有刻度，可以控制螺紋加工長(zhǎng)度。板牙套連接板牙和滑動(dòng)套筒，其尾部裝入滑動(dòng)套筒內(nèi)，用 2 個(gè)定位螺栓固定，其凸臺(tái)卡在滑動(dòng)套筒出口。襯套置于板牙套和板牙之間，針對(duì)不同直徑工件的套絲要求，根據(jù)所選用的板牙外徑，制作襯套置于板牙套內(nèi)，用于板牙的安裝，達(dá)到不同直徑螺紋加工的要求。3 個(gè)定位螺栓起定位作用，定位螺栓 1 用于固定滑動(dòng)套筒和錐頭連桿，其插入滑動(dòng)套筒槽內(nèi)，保證滑動(dòng)套筒只能沿軸線運(yùn)動(dòng)；定位螺栓 2 用于將板牙套固定于滑動(dòng)套筒內(nèi)；定位螺栓 3 用于將板牙固定于板牙套內(nèi)。
安裝過(guò)程為：先把板牙裝入裝有襯套的板牙套中，用定位螺栓 3 固定；再將滑動(dòng)套筒套入錐頭連桿中，一側(cè)使用定位螺栓 1限制行程，另一側(cè)使用定位螺栓 2 將板牙套螺栓與滑動(dòng)套筒固定在一起；之后將裝置裝在車床尾座套筒內(nèi)，調(diào)節(jié)工件與尾架位置；主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)，板牙便自動(dòng)往前送進(jìn)，完成后調(diào)整主軸反轉(zhuǎn)，
板牙自動(dòng)退出，完成套絲。
2、車床用可調(diào)式自動(dòng)攻絲裝置的設(shè)計(jì)制作與使用
2.1 車床加工件內(nèi)螺紋加工現(xiàn)狀
普通車床加工內(nèi)螺紋一般采用車削螺紋或者手工攻絲法加工。車削加工內(nèi)螺紋適用于內(nèi)徑大于 20 mm 的軸套類零件，手工攻絲法在實(shí)際操作中工作效率低，容易出現(xiàn)外螺紋歪斜、絲錐折斷的情況。
2.2 車床用可調(diào)式自動(dòng)攻絲裝置的工作原理
設(shè)計(jì)一套車床用可調(diào)式自動(dòng)套絲裝置，在車床尾座安裝自動(dòng)攻絲裝置，使用時(shí)，工件裝夾于卡盤上，自動(dòng)攻絲裝置安裝在尾座上，調(diào)整加工件和尾座的距離，車床正轉(zhuǎn)，絲錐攻絲，當(dāng)滿足攻絲深度時(shí)，工件反轉(zhuǎn)，裝置自動(dòng)退出。
2.3 車床用可調(diào)式自動(dòng)攻絲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
車床用可調(diào)式自動(dòng)攻絲裝置，裝置與自動(dòng)套絲裝置類似，絲錐夾頭上裝有相應(yīng)尺寸的絲錐，絲錐夾頭安裝于滑動(dòng)套筒上，用定位螺栓 2 在滑動(dòng)套筒兩端固定，滑動(dòng)套筒安裝在錐頭連桿上，定位螺栓 1 使滑動(dòng)套筒在錐頭連桿尾部沿軸向滑動(dòng)。裝置安裝簡(jiǎn)單、故障率低，自使用以來(lái)成品率提高了 80%，大幅降低工人的操作難度。
3、車床用減振刀座的設(shè)計(jì)制作與使用
3.1 車床刀具使用存在的問(wèn)題
使用普通車床加工工件的過(guò)程中，對(duì)于加工余量較大的情況，例如直徑差距較大的階梯軸、模數(shù)較大的蝸桿、螺距較大的螺紋等工件，切削力較大，其加工過(guò)程中很容易引起振動(dòng)。一般情況下，機(jī)加工引起的振動(dòng)不可避免，但需控制在合理的范圍內(nèi)，一旦振動(dòng)過(guò)于劇烈，一方面會(huì)對(duì)刀具將產(chǎn)生較大的磨損，導(dǎo)致刀具出現(xiàn)斷刀、崩刃、過(guò)度磨損等情況；另一方面，劇烈的振動(dòng)直接影響加工工件精度，在作業(yè)過(guò)程中需要校正刀具的位置，降低普通車床的生產(chǎn)效率。
3.2 減振刀座的工作原理
設(shè)計(jì)制作車床用減振刀座，用于連接刀架和車刀，減少在加工過(guò)程中切削力產(chǎn)生的振動(dòng)，提高加工質(zhì)量。車床用減振刀座的設(shè)計(jì)原理在于減輕車削加工時(shí)刀頭受到的切削力對(duì)車床的影響。一方面，在減振刀座的材質(zhì)上選擇剛性強(qiáng)的材料，不容易產(chǎn)生振動(dòng)；另一方面，在減振刀座結(jié)構(gòu)中，添加能夠減弱切削力的設(shè)計(jì)。當(dāng)切削力較大時(shí)，減振刀座能吸收一部分切削力，不容易發(fā)生扎刀現(xiàn)象，能夠較好保證零件質(zhì)量。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮減振刀座的適配性，保證一次成型制作后，可長(zhǎng)期滿足多種規(guī)格的刀具使用。
3.3 車床用減振刀座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)減振刀座的設(shè)計(jì)原理，所設(shè)計(jì)的減振刀座如圖 2 所示。刀座側(cè)面開兩個(gè)通孔，分別安裝減振套件，減振套件為有缺口的圓筒，插入通孔中；減振刀座沿斜向開設(shè)一細(xì)長(zhǎng)槽；刀具插入后，采用螺栓固定。車刀切削零件時(shí)，切削力由刀頭傳入刀座，刀座中的減振套件，受力后可發(fā)生彈性形變，減小切削力；同時(shí)減振刀座前半部與后半部之間存在一條寬為 3 mm 的斜向間隙，受力時(shí)該間隙可以縮小，使刀座產(chǎn)生微量的讓刀，從而減小切削力、減少振動(dòng)。減振刀座可以更換不同類型的車刀，如尖刀、梯形螺紋刀等，滿足操作工在零件加工時(shí)對(duì)不同車刀的使用需求。
圖 2 減振刀座
3.4 車床用減振刀座的使用效果
減振刀座投入使用后，車削作業(yè)時(shí)，車刀振動(dòng)明顯減少，廢品率大幅度降低，對(duì)操作者的技能水平要求也相應(yīng)降低，同時(shí)提升作業(yè)效率近 30%。
對(duì)普通車床進(jìn)行一些技術(shù)改進(jìn)，能改善其加工質(zhì)量，擴(kuò)大加工范圍。對(duì)普通臥式車床的技術(shù)改進(jìn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、成本低、使用效果好，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。與購(gòu)置功能更強(qiáng)大的新設(shè)備相比，根據(jù)企業(yè)自身加工需求，有針對(duì)性地對(duì)普通車床進(jìn)行一些技術(shù)改造，以提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，是一條低成本、見效快的可行之路。同時(shí)，技術(shù)改造沒有改變普通臥式車床的原有結(jié)構(gòu)和加工方式，便于使用操作人員接受和應(yīng)用，具有較高的推廣價(jià)值，對(duì)企業(yè)的良性發(fā)展具有深遠(yuǎn)的價(jià)值和意義。
