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1、桥壳支撑轴加工及改进【摘要】本文以桥壳支撑轴的结构特点为研究对象，针对目前生产效率低下等问题，在原有的CWA6185普通车床的基础上对桥壳支撑轴的加工进行专机设计；利用经改造后的专机对其桥壳支撑轴进行实际加工，验证了此改造方案的正确性与实用性；同时也为其他同类桥壳支撑轴的制造提供了宝贵的经验。 /1/view-7030502.htm【关键词】桥壳支撑轴；CWA6185普通车床；改造；引 言桥壳支撑轴是装载机的关键部件，它性能的好坏直接影响装载机的整体性能。对于不同型号带有安装板桥壳支撑轴的加工是一个难题。目前，加工带有安装板桥壳的支撑轴主要是采用普通车床，通过多次装夹与多次换刀完成；但是，多次
2、装夹不仅导致其定位精度与装夹精度下降，而且效率低下；若使用自制的专用工装夹具进行装夹，则成本昂贵、效率低且工装精度无法保证。随着近年来工程机械行业的迅速发展，对桥壳支撑轴需求不断增加，因此，带有安装板桥壳支撑轴的加工这个瓶颈难题越来越严重，迫切需要解决。为此，本文提出了一种增加主轴头、一次装夹以及通过PLC控制改造后的车床等工艺设想，完成带有安装板桥壳支撑轴的加工。1 桥壳支撑轴安装板加工工艺分析桥壳支撑轴的材料为QT450-10，本CWA6185普通车床的主要加工内容为对2、5两处安装板进行加工。两个安装板的对称度公差为0.05mm，安装板的外圆表面与支承轴的同轴度公差为0.06mm。针对上
3、述加工精度，先前采用的加工方案为：1）将桥壳支撑轴使用三爪夹盘与顶尖联合定位，装夹完成后对刀，加工左端安装板；2）CWA6185普通车床的刀架由于桥壳支撑轴中桥位置的球形半径过大无法从左端向右端顺利通过。故此只能先加工桥壳支撑轴一端的安装板，再将桥壳支撑轴进行反向装夹，再加工桥壳支撑轴另一端的安装板。虽然此工序能满足加工精度，但是此产品的产出效率比较低，因此，对CWA6185普通车床改造解决桥壳支撑轴安装板加工的难题是十分迫切的。通过对上述工况的具体分析，要全面提高对桥壳支撑轴安装板的加工精度，及生产效率，可以通过以下两个方案进行解决：1）改造原有的CWA6185普通车床，这样在不需要改造关于
4、车间生产线所有设备的前提下，只需花费较少的成本来改造CWA6185普通车床为新型双头车床，以提高桥壳支撑轴安装板的总生产量；2）购买桥壳支撑轴安装板加工的专机制造设备，更换新的生产线设备，这样虽然可以解决上述所存在的问题，但是，更换新的桥壳支撑轴安装板加工的专机制造设备以及配套生产线设备需要花费大量的人力、物力以及财力。综合考虑以上两种方案，方案 1）是比较可取的，方案 1）既能解决对桥壳支撑轴安装板加工这个难题，又能为企业节省大量的资金，又不至于许多加工设备不能在使用。2 CWA6185普通车床改造方案对于上述普通车床的改造，首先根据所要加工的产品的形状、尺寸对普通车床进行调整。其次根据普通
5、车床自身的结构特点来适当调整结构，最终达到能方便完美的加工出所需要的产品。根据桥壳支撑轴安装板与CWA6185普通车床的结构特点，决定采用两个方面进行改造：1）结构改造，即在滑轨的另一端新加一个刀架，此时，滑轨上就有两个刀架，两个刀架分别加工两侧的桥壳支撑轴安装板，以避免二次的装夹、定位，提高生产效率。2）系统引进，通过采用PLC电气自动化控制系统，来控制机床上的两个普通的刀架同时加工，这样既能提高加工效率，又能保证加工精度。2.1 结构改造在对CWA6185普通车床进行改造，务必要保证在加工桥壳支撑轴安装板时易于装夹、切削以及高精度定位，同时要兼顾新刀架相对普通车床滑轨的平行度公差、垂直度公
6、差是否达到合理范围之内，以及新刀架结构是否方便操作等。为满足上述要求，对新刀架设计了两种方案。1）在CWA6185普通车床外新增刀架此方案是将在CWA6185普通车床外部新增一个机床平台，在机床平台上固定一对机床滑轨，并在机床滑轨上装上新增的刀架，最后通过伺服电动机来控制机床上的丝杠带动滑轨上的刀架移动，进而实现加工功能。如图2所示为CWA6185普通车床外新增刀架图，此新增刀架在其机床的外部，在改造时不需改变原机床的结构，不影响原有的精度；而且改造周期也比较短。但是，此方案的可能存在的不足之处是新增的刀架在机床之外，加工时刀柄较长，刚性减弱。为检验此方案效果，采取40Cr刀柄进行试验，刀柄尺
7、寸为70mm60mm510mm，刀柄上装夹钛基硬质合金刀片，刀柄的伸长量为280mm。通过对桥壳支撑轴安装板进行实际加工、检测，其结果完全在规定的公差范围之内，且满足使用要求。2）在CWA6185普通车床上新增刀架此方案是在CWA6185普通车床的原有滑轨上增加一个滑轨平台，然后在滑轨平台上重新布置滑轨，最后将新增的刀架装配到新布置的滑轨上，并通过伺服电动机来控制机床上的丝杠带动滑轨上的刀架移动，进而实现加工功能。新增刀架在原有机床的滑轨上，传动精度比较好，而且刀柄的伸长量较小，对刀具的刚性要求容易满足。但此方案要在原机床滑轨上配置新滑轨平台，由于精度匹配问题，一般机床无法满足，且周期长，不符
8、合企业的生产宗旨。因此，最终决定采取在车床机身外新增刀架的改造方案。2.2 系统引进纵观整个制造行业，大多数自动化设备，均采用PLC电气自动化控制系统，PLC技术在位置控制、过程控制、数据处理等方面的具有较高的精度。此次改造是控制新增刀架进行横向、纵向的切削运动，动作简单，采用PLC电气自动化控制系统完全可以满足使用要求。CWA6185普通车床的PLC自动控制系统主要由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。PLC自动控制系统通过编程器读入所编写的程序。进而通过PLC系统功能控制伺服电动机转动，由伺服电动机旋转带动滚珠丝杠转动，最终实现对刀架的工进或退、
9、快进或退、停止等功能，同时还可以用手轮、手动功能进行微调。3 改造成果通过在原有CWA6185普通车床的基础上，增加一个床身之外的新刀架，再由PLC控制系统对其新刀架进行控制，将新刀架以及PLC自动控制系统装配到原有机床上，装配好的设备图如图4所示，最后将桥壳支撑轴装夹到改造后的机床上，采用40Cr刀柄以及前端装有钛基硬质合金刀片的车刀进行实际切削加工，将加工后的桥壳支撑轴进行检测，检测的尺寸与加工精度均符合图纸上所规定的要求。4 结束语针过对桥壳支撑轴的加工工艺进行分析，找出严重影响桥壳支撑轴产量的问题，进而通过对原有CWA6185普通车床机床结构与系统引进方面进行改造，最后，对桥壳支撑轴进行加工检测，检测后的结果符合使用要求。此次对该车床的改造，不仅成本低，改造方便，又达到了实际所需的加工精度，对其它同类车床的改造奠定了一定的基础。
