数控车轴的构造与能效

　　F45型数控机床主要技术参数2F45型数控机床的主要结构和性能F45型CNC数控车床具有高精度、高效率的机械性能，可连续对工件进行切削加工。机械主体和动力部分采用机电一体化设计，省去了一些周围设备的配备。

　　机床采用全封闭罩，更容易实现切削液的回收，切屑的排放通过履带自动输送到排屑点。该设备配备液压系统、润滑油冷却系统和安全保护装置，具有自动定心、自动对刀、自动检测等先进功能，通过床前的电脑操作屏，可对机床进行编程，实现自动加工。

　　1．主轴主轴采用两点式支承，前、后端都由极精密的折叠式筒和高速旋转轴支承，主轴前端可装备标准的自定心三爪液压卡盘和四爪卡盘，可单头夹持500 kg重的工件。

　　 2．往复台和V12角刀盘往复台（溜板）在滑座上沿Z轴往复运动是通过3. 5 kW电机带动T50×8丝杠传递扭矩的。机床纵向送给台光滑的表面是通过粘贴宽幅合成树脂板，借用润滑液来减少消除机床各零件之的摩擦力，以保证强力切削和稳定的精度。横向沿X轴的移动是通过1. 8 kW电机带T 40×6丝杠传递扭矩的，机床横向送给台光滑表面是通过研制加工和热处理，并贴上合成树脂板获得的。

　　刀盘是对边距离为530 mm的大型12角盘座，最多可安装12把不同的外圆刀具、4把不同的内孔刀具，可分别对内外径、端面进行车削加工，可承受80 kN切削力的冲击。

　　3．尾座回转式液压顶心座（尾座）心轴的直径为160 mm，最大移动量150 mm，心轴的内锥孔为MT NO.

　　可承受强力切削加工。心轴的最大推力可达15 kN，顶心座的紧固力可达130 kN以上。心轴的移动、顶心座的固定和移动操作是通过操作面板（控制屏）的按钮或数控M类指令来控制作业位置。

　　4．滑座滑座采用整体式铸造结构，刚性好，轨面采用研制和热处理，并粘贴合成树脂板，导轨面倾斜45°是为了保证主轴中心离操作者比较近，以保证操作者加工时装卸零件方便，另外，加工的切屑可以很容易顺着45°的斜面滑下。滑座上装有精密的50×8丝杠和往复台连接。

　　滑座与整机主体采用分离式结构，可使加工过程中的热变形对滑座的精度的影响减小，同时又提高了滑座的结构工艺性。

　　F45型数控车轴车床的应用F45型数控车床从引进到安装，通过3个月的安装调试，基本上可以用于车轴的加工。但如何开发利用、拓展其功能，最合理地应用于现车生产中成了一项重要的技术攻关项目。

　　1．工艺拟定车轴在数控车床上的加工是从半成品开始的，F45型数控车床投入使用后，车轴的加工工艺流程初步确定如下：齐端头、修中心孔―半精车―（钻攻三螺孔）―精车。

　　2．可行性分析

　　1）齐端面、修中心孔。因数控车床加工其长度尺寸控制是以端面定位自动测量长度（以G100呼出端面计测移动程序）而开始加工车轴，所以，应考虑先控制好车轴的总长和修中心孔。

　　2）半精车。数控车床的三爪卡盘是液压自动定心卡盘，不能直接在床头装顶尖。因车轴是以半成品提供的，其同轴度必须进行修正，所以在加工车轴时，应先将车轴的一端轴颈、防尘座及圆弧R20 mm、R30 mm处半精加工完毕，调头装夹，其同轴度基本已保证。这时，再将车轴其余部分加工完。

　　3）钻攻三螺孔。钻攻三螺孔是在专用机床上加工的，因为车轴在专机上加工定位是以轴颈放在V形槽定位。该定位基准配备于仿形液压车床（CH058），用数控车床加工车轴轴端三螺孔也最好选择在半精加工之后，因此，在数控车床上半精车时要控制好轴颈尺寸131. 20 + 0. 05 mm.

　　4）精加工。精加工主要对轴颈、防尘板座R20 mm、R35 mm复合圆弧以及轮座、制动盘等部位加工到工序尺寸，并达到精度要求。将数控车床的卡盘卸下，床头装上顶尖，以顶尖定心，利用三螺孔加上工装传递扭矩，加工车轴。

　　试验结果按照上述工艺内容对F45型数控车床加工车轴进行试验，实验结果各部尺寸均符合磨削前尺寸精度要求。表面粗糙度可达到3. 2/，R55 mm圆弧不需再到滚光床上滚压。

　　故障处理在试验过程中也出现一些问题，通过采取相应措施基本上得到了解决。

　　1）车床切削刀具面对操作者是从右向左起加工。加工A、B两圆弧时，A弧接刀很好，B弧接刀不好，分析原因主要是加工上坡和下坡时，刀具补偿量不一样造成的。

　　刀尖R造成上下坡时接触点变化产生位移差。通过分析后把刀尖改成尖形（相对而言），即可消除接刀不良。

　　切削时刀尖R引起弧面不同（2）F45型数控车床设有安全防护门（防护罩），该机床在引进时设有自动保护程序，即只有安全门关闭后，机床才能进行切削加工，只有停车，安全门才能打开。但实际使用过程中，由于观察效果不好，特别当铁屑断屑不好时，只有停车才能排除。通过对自动保护程序进行解除，对操作规程进行规定、规范，可以及时解决生产中的问题，保证安全高效生产。

　　结论和建议

　　（1）齐端面和修中心孔未安排在数控车床上，主要考虑的是提高数控车床的使用效益和加工精度。

　　（2）数控车床用于精加工车轴最为合理，需要专门为数控车床配套半精加工的设备，但暂时还在数控车床进行半精车、精车2种工序。

　　（3）采用数控车床加工，提高了车轴的尺寸精度和表面质量，现在需考虑的是如何提高轮座、制动盘的磨削精度，建议购置CNC外圆数控磨床以建立数控车轴车床、成形磨床、数控外圆磨床加工车轴，以及数控立式车床（VCE1400/ T 25- 180）加工轮毂孔达到轮对压装完全互换的目的。

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