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一種加工偏心零件（jiàn）數控車床

2020-10-21 來源（yuán）：安（ān）陽鑫盛機床股份有限公司作者：汪玉平（píng）李雪曉（xiǎo）張自軍張強

摘要: 介紹了（le）一種帶偏心結構的雙主軸數（shù）控車床，該機床具有兩個獨立移（yí）動主軸，通（tōng）過兩主軸定位對接功能，實現加（jiā）工工件（jiàn）的（de）軸間自動轉移，用於加工具有偏心結構的（de）工件，且（qiě）帶有自動下料（liào）機構，提高了偏心結構零件的產品質量（liàng）和加工效率，並在實際加工中得到驗證。

關鍵詞: 可（kě）移動雙主軸; 數控（kòng）車床; 偏（piān）心結構工件

具（jù）有（yǒu）偏心結構的零件在汽車、摩（mó）托車等領（lǐng）域中很常見，其中絕大多數零件可以用車床來完成加（jiā）工。這類零件一般結構和加工工藝相對比較複（fù）雜，往往需要（yào）多次裝夾，加工效率低，加工質量和工（gōng）件的一致性很難保證，這（zhè）也是（shì）有偏心結構工件加工的瓶頸。

為了解決這一問題，設（shè）計了一種雙主軸數控車（chē）床，該車床兩個主軸均（jun1）可獨立移動（dòng），兩個主軸的中心可根據加工工件的偏心量（liàng）進（jìn）行調整，用於加工偏心結構的工件，並能實現被加工工件（jiàn）主（zhǔ）軸間的自動轉移，能實現工件加工（gōng）過程無人操作，即工件左麵加工———左右主（zhǔ）軸定位對接———工件轉（zhuǎn）移———工件右麵加工，且帶有自動下（xià）料機構，在批量加工時，可大大縮減（jiǎn）工件的（de）加工時間和成本，提高產品質量和加工（gōng）效率。

1 、雙主（zhǔ）軸部分設計

為了實現（xiàn）上述目的，設計數控車床的兩（liǎng）個主軸左右相對，兩個主軸均可獨立移動，通過兩個主軸的電氣定位功能，可以實現工件正（zhèng）反麵對接，且兩主軸的相對偏（piān）心量可調，以適應加工不同偏心量的工件，左右主軸的工（gōng）裝夾（jiá）具根據工件特點而設計。

在滿足（zú）工藝要求的（de）情況下，本設計采用排刀結構，提高效率，減（jiǎn）少故障。在電氣係統設計上，采用兩套數（shù）控係統，左（zuǒ）邊數控係統主要控製（zhì）左邊（biān）主軸( C1 和 Z1) 和左邊刀架( X1) ，右邊數控（kòng）係統主要控製右邊主軸( C2 和 Z2) 和右邊刀架（jià）( X2) ，兩套係統可通過內置的 PLC 實現信（xìn）息交互，數（shù）控係統要有主軸定位功（gōng）能（néng），主軸定位（wèi）功（gōng）能協同完成左（zuǒ）右主軸的準確對接等工作。

本文以一（yī）種帶有偏心結（jié）構的摩托車（chē）泵體零件為例做具體闡述。圖 1 為一種有偏心結構的零件，這類零件（jiàn）用傳統車床加工需要 2 道工（gōng）序，兩道工序加工所用的工（gōng）裝夾具不同，若要形成批量生產，最少需要兩個工人（rén），兩（liǎng）台車床（chuáng）協（xié）同工作，這種生產方式轉序、上下料等輔助時間較長，生產效率低下，產品（pǐn）質量難（nán）以保證。

為解決這一（yī）問題，我們設（shè）計了主軸移動的雙主軸車（chē）床，兩個主軸的中心（xīn）距可以調整，調（diào）整的範圍以滿足工件偏心距為要求。

如圖 2，兩道（dào）工序卡盤的主軸軸線的偏心距為工件偏心距，且兩主軸能精（jīng）確定位，通過數控係（xì）統（tǒng）對兩個主軸的位置控製，實現工件轉移，即工序 1 完成後（hòu），兩卡盤對接，左卡盤鬆開工件，右卡盤夾緊工件，完成工序 2，再由自動（dòng）下（xià）料裝置把工（gōng）件成品輸出車床外，完成工件的加（jiā）工。

如圖 3 所示的結構與普通（tōng）車床尾座調整結構（gòu）相（xiàng）似，不作贅述; 該結構可使兩（liǎng）主軸在水平方向上有（yǒu）精確偏心距，加工工件更換，偏心距調整方便（biàn）。可調兩個主（zhǔ）軸偏心距結構，加工有偏心結構的工件（jiàn）是本設計的一個（gè）創（chuàng）新點。

2 、自動下料裝（zhuāng）置

針對汽車摩托車零件批量大的特點，為提高效率，我們還設計了該機床的（de）自動下料裝置。圖 4 為下料裝置結構簡圖，固定板 1 固定在機（jī）床（chuáng）上，位於左右主軸（zhóu）中間（jiān），2、3、4、7、8 構成連杆曲柄式（shì）機械（xiè）手，固（gù）定在固定板上，氣缸 2 中（zhōng）通入的氣壓（yā）換向可使擺臂擺動到兩個極限位置，其中一個為下料狀態( 常態) ，一個為接料狀態; 5 和 6 組成一個傳送裝置，固定在機床上。

該下料機（jī）構工作過程（chéng）: 氣缸 2 中氣壓換向，擺臂 7 連帶氣動手爪 8 擺動到取料（liào）狀態，右主軸迎上，氣動手爪 8 抓緊加工完畢的工件，右主軸退回，氣缸 2 氣壓換（huàn）向（xiàng），擺臂擺動到下料狀態氣動手爪 8 鬆開工件，工件落在輸送帶 5 上被傳送出機床（chuáng）。本裝置節省工件下（xià）料時間，效率提（tí）高。

3 、機床總體結構（gòu）布（bù）局

該機床（chuáng）總體結構布局如圖 5，機床為左右對稱，傳送裝置位於機床右側，機床采（cǎi）用平床身以及與水平夾角45°刀座滑板結構，落屑口位於床身中間前部，加工工藝性好，利於排屑和操作者觀察; 左主軸 3、右主軸 8 及其主軸電動機等分別安裝於左主軸（zhóu）滑板 2、右主軸滑板 9上，左主軸滑（huá）板（bǎn） 2 和右主（zhǔ）軸滑板 9 分別安裝在床身的導軌上，左右 Z 向伺服電動機通過聯軸器連接滾珠絲杠帶動左主軸滑板 2 和右（yòu）主軸滑板 9，使左主軸 3、右主軸 8完成 Z1 向、Z2 向移動; 左右 45°斜床鞍固（gù）定在床身上，左刀座滑板 4 和右刀座滑板 6 安裝於左右斜床鞍的導軌上，通（tōng）過 X 向伺服電動機、

聯軸器、滾珠絲杠帶動左刀座滑（huá）板 4 和右刀座（zuò）滑板 6，實現刀座（zuò）滑（huá）板 X1 向和 X2 向橫向移動; 本機床上隻用正排刀，以便於滑板讓出空間使（shǐ）左右主軸對接。

固定床鞍、並排雙滑板（bǎn）及可移動雙主軸的布置結構是本機床又一創新點，這（zhè）種布置結構緊湊，節（jiē）省空間、材料，降低設備成本。

4 、主要工作流程

該機（jī）床主要工作流程是，工藝（yì）員編製數控加工程序，操作（zuò）者給左主軸裝（zhuāng）上被加工工件，啟動機床，左滑板上刀具（jù）加工工件第一序，第一序（xù）加工完成，兩滑（huá）板讓出空間，兩個主軸定位，左右主軸移動（dòng）對接，右主軸夾緊工件，左主軸鬆開工件，右邊滑板上刀具加工工件第二序，第二序（xù）加工完畢後，下料裝置接下加工完畢的工件，並將其輸（shū）送出機床（chuáng）外。操作者（zhě）給左主軸裝上下一個工件，依次循環。

5 、結語

針對帶偏心結構的工件加工，設計了雙主軸（zhóu）數控車床。采用（yòng）固定床鞍、並排雙滑板及可移動雙主軸的布局結構。設計了主軸偏心距調整（zhěng）結構，可使兩主軸在水平方向上有精確偏心距，更換不同的加工工（gōng）件，偏心距調整方便，該機床特別適合偏心結構工件的加工。已為用戶提供了相關機床，用（yòng）戶加工效（xiào）率和精度大幅提高，使用（yòng）效果良好。按用戶要（yào）求提供料（liào）倉和（hé）上料裝置，實現全自動生產，滿足用戶的不同需求（qiú）。

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