高效自动铣削转盘的设计及应用

高效自动铣削转盘的设计及应用
摘要：一个企业要在自己的行业中始终处于领先地位，那企业就必须在管理、技术等方面做不断改进和调整，充分发挥科学技术在企业中的作用，并充分调动科技人员的工作积极性和主观能动性，不断为企业做出创造性的贡献。

机械制造业在整个国民经济中占有十分重要的地位，而其中金属切削加工是基本而又可靠的加工手段，铣削加工在金属切削加工中的用途越来越广泛，甚至于代替了部分刨削加工。

随着工程机械、汽车机械、农业机械等机械行业的不断发展，各种类型的车辆不断推出并广泛的应用，而这些车辆都需要用轮胎螺栓，因此轮胎螺栓的需求量越来愈大，这对轮胎螺栓的加工厂供货量提出了新的要求。

生产厂为了能保证供货时间及数量，并尽可能的降低生产成本，提高生产效率成为了首要的选择。

关键词：铣削加工；回转；轴类零件；气缸；夹紧；动力头；刀具；气阀
我们企业是国内最大的紧固件生产基地之一，主要生产标准紧固件螺栓，同时非标类产品也在不断发展，这些产品大多属于轴类零件。

近些年来企业在非标轴类零件的生产领域花了大量的精力，同事也取得了不少的成绩，不少用于工程机械、汽车、农机、道路、桥梁等行业的非标轴类零件已在我单位开始生产。

这些轴类零件有不少产品需要在其头部加工平面的，而且尺寸公差比较小，用冷镦的方法难于保证其精度要有，所以只能用铣削的方法来加工这些产品。

因此铣削加工的工作量相当大，要如期完成这些产品必须有一个较高的生产效率。

我们曾经在普通铣床和铣加工中心设计了专用铣夹具，每班8小时仅能铣800--900件左右，满足不了供货的要求。

再增加设备和工人的话成本会增加，所以，为了提高加工效率，本人设计了这种高效的回转铣削器（见下面图片），这种铣削器可单独安装在普通的立铣上或铣加工中心上使用，如果配套动力头和一个固定的床身，那就成为一台回转铣削专机了。

这个铣削器的设计在如下的方面做了全面的考虑：
1. 能连续不间断铣削，实现了零装夹时间
因为以前在铣床上或加工中心上铣削时，取下和装夹工件是一项费事又费力的工作，同时又损失了宝贵的铣削时间，基于这个原因，这个铣削器设计时采用了连续式回转铣削的方式，就是让刀具和进给转盘不停的旋转铣削，加工过的工件待此工位转至松开位置时取出并重新放入新的待加工零件即可。

从而实现了无需装夹时间的铣削过程，大大提高了加工的效率，降低了成本，也能满足产品生产周期的要求。

2.自动夹紧及松开工件，减低工人劳动强度
由于我企业主要生产机器大多使用气动装置的，所以我厂对气源应用十分广泛，且气源使用成本低、环保、且现成方便，故本回转铣削器采用气源作为工件
夹紧和控制的动力源。

设计时将铣削器旋转一周360度分成两个区域，夹紧工作区域和松开装卸区域，其中用于装卸的区域为120度，再此区域内有足够的时间来完成取下及装夹工件的任务。

完成这两个功能转换，是通过自制的一个转位换向阀来实现的，这个换向阀的作用是控制工件在转至不同位置时压紧气缸上下腔同气状态，从而实现工件的自动夹紧和松开（见如下气动原理图）。

这个自制转动气阀的结构是有一个阀芯和一个阀体及一个阀盖组成的（见下图）。

工作时阀芯不转，阀体随进给转盘的旋转而旋转，当连接气缸上腔的阀体上的孔与气源进气管接通时气缸上腔进气，压紧工件，当这个孔转至与阀芯上的另外一条通气槽接通时，气缸下腔进气，松开工件，每转一周实现这样的一个循环，总而实现工件的自动夹紧与松开的。

但要注意的是，在加工这个阀芯与阀体的配合尺寸时一定要按图纸给定的尺寸和粗糙度要求加工，以保证阀芯和阀体不会有过大的间隙而产生漏气的现象。

3.双层错位圆周排列压紧气缸，尽可能增加铣削工位
由于工件为轴类零件，故可采用了V型块定位的方法，使设计结构简单化，现每块V型块可定位两个工件，然后用一块压板和一个气缸将其压紧。

为了使转盘旋转一周能加工尽可能多的工件，我将V型快尽可能紧密的排列在转盘的圆周上，这样压紧气缸在一个圆周内无法安装得下，所以又采用了上下两层错位安装的方法，使这个问题得以解决。

这样转盘旋转一周时，铣削的工件数量有效地增多了，实际的工件数达到一周可装48件，大的提高了生产的效率。

由于工件铣削时要承受较大的铣削力，采用普通的杠杆压紧不能提供足够的压紧力，因为这个转盘的直径有限，杠杆不能过长，如杠杆加长，那么气缸安装的难度会增加，所以设计时有采用了杠杆加偏心盘自锁压紧的结构（见下图）动压紧杠杆，这样既提供了足够的压紧力，有能保证工件在铣削过程中保持足够的稳定性，以提高工件加工表面的质量和尺寸精度，满足图纸的加工要求。

4.因地制宜采用标准回转工作台缩短了设计和制造的周期
这个回转铣削器使用了一个标准的TS500A回转工作台，作为夹具体的安装机座，再安装了一个带涡轮箱的减速电机驱动这个回转台来实现工件铣削的连续圆周进给的。

这样既简化了设计的结构，又缩短了铣削器制造的周期，同时又能保证这个铣削器本身的定位精度和回转精度，为加工出合格的产品提供了保障。

5.配专用的动力头和硬质合金端面盘铣刀提高铣削效率
本铣削器在我厂的实际使用中，配用1TX32铣动力头及FMA01-100-B32SE12-07刀盘，经试验采用逆铣法要比顺铣稳定，故建议使用逆铣较好，且转盘进给速度为10分钟每周，这样每班8小时可加工2000多个工件，比原来在普通铣床上加工的效率翻了一番还多，为企业节约来了设备投入成本，同时有减少了加工这类工件的人工费用，带来了显著的经济效益，也为企业的发展提供了一定的保证。

另外，如果加工工件的余量过大，以至于一刀难以加工完成，那么可以采用两个动力头在铣削器的压紧工作区域同时加工，先粗后精，共同完成工件的铣削加工，这样两道余量同时加工不会增加额外的加工时间，也就不会损失生产效率，相反更能体现出这个铣削器的优势了。

如果要安装在企业现有的普通铣床上或铣加工中心上使用，那也能发挥它的优势。

6.结束语
一个企业要在自己的行业中始终处于领先地位，那企业就必须在管理、技术等方面做不断改进和调整，充分发挥科学技术在企业中的作用，并充分调动科技人员的工作积极性和主观能动性，不断为企业做出创造性的贡献，这样我们的企业才会有后劲，有活力，才能使我们的企业在激烈的竞争中立于不败之地，我们的国家才会更强大。

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