精密车床床体孔自动化加工工艺分析

严朝宁　辛敏科

摘 要：文章为车加工中心进行工艺优化提供一种思路，对车床床体孔加工工艺优化进行了探讨。新工艺对车床床体孔进行数控化、自动化、流水线形式的生产，在一次吊装完成后实现所有孔系的精确自动加工。结果表明，优化后的孔加工自动线显著提高了加工位置精度和产品质量的可控性，提高了加工柔性，提高了产品零部件的一致性，同时降低了劳动强度，实现了制造模式的数控化、智能化。

关键词：车床床体孔；工艺优化

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0093-02

1 概 述

普通车床，平床身数控车床适合从事中小批量、工艺性简单的工件的生产制造。近年来虽然高端数控车床的需求量不断增加，但是其对企业的资金需求和人员配置都有较高的要求，而普通车床、平床身数控车床凭借自身优良的性价比，维护成本低，从业人员多的特点，仍然占据着车床市场的绝对份额，在今后一段时期内仍将是市场的主力。因此产品质量过硬、价格合理、产能充足是每一个大型车床生产企业都要面对的问题。

车床床体孔加工自动线是以自动化和智能化加工工艺原则为中心，通过工艺创新，进行的一次工艺流程转换。该工艺通过改变原有的批量生产零件工序分散的加工方式，采用工序集中原则，在一次吊装后完成所有孔系的精确自动化加工。床体孔加工自动线在不仅可以提高产品的质量，同时生产节拍、加工制造的柔性、劳动生产率、制造成本等机械加工重要指标均有大幅提升。

2 工序内容简述

以某企业生产的CDE6140A-10101A/1500床体孔加工在各工位流转为例：

人工上料 → 液压夹紧 → 滚道线输送至第一个工位 钻铰床身前后面各孔（除进给箱安装面、后丝杠瓦架面孔） 输送至翻转机构 → 床身翻转90 ° → 输送至第二工位 → 钻锪铰床身上下面各孔 → 翻转装置 → 翻转90 ° → 输送至第三工位 → 钻锪铰进给箱安装面、后丝杠瓦架安装面各孔 人工卸下至存放区，床身孔加工自动线各工序简图，如图1所示。

3 工艺性分析对比

在车床床身孔加工过程中，原先是按劳动组织划分成若干个大序，在多个工位人工操作普通设备进行加工，实现数控化流水线作业以后，实现在一个工位通过滚道线传输，在多个工步对床体全部孔系实现高效、精确的数控化孔加工流水作业方式，使床体孔加工的精度与一致性得到了极大的提升。

床体孔加工改变了传统的较大工件的孔加工方式，提高了生产效率，并且在提高员工的劳动生产率的同时降低了劳动强度，工艺改变前后对比分析如下。

3.1 输送方式改变

床体采用滚道线连续输送方式，将床体输送至不同加工工位，改变了以往床体在不同工序、工位间周转需要多次吊装的情况，节约了大量的生产时间，床体便于集中存放，可节约出大量工序间周转临时存放空间，极大地减少了在工件周转过程中已加工表面划伤的可能性。

3.2 加工模式改变

加工模式的改变：床体属于较大工件（重约2～3 t），传统孔加工方式采用划线-摇臂钻钻孔、钻模钻孔（床头箱安装面孔）和配钻（普通车床齿条面孔）等方式，床体加工线实现了床体孔数控化加工，采用数控高效设备，使用双卧头，在床体传输到加工工位时对床体两侧孔系同时进行加工，通过一次装夹完成全部孔系的加工，极大的提高了对床体孔的加工效率。

3.3 翻转装置改变

对不同面的加工，以往需要用天吊对床体进行翻转，吊装到指定位置，完成加工后再次进行吊装翻转送回存放区域。床体孔加工自动线设计采用自动翻转装置，床体在滚道线输送至翻转装置内，液压系统将床体锁紧在翻转装置内，对床体进行90 °翻转后放回滚道线，向下一工位传输，通过下一工位两侧的卧头进行进行与上一工位垂直面的孔系加工。

3.4 加工精度改变

加工精度得到质的提升，以往受划线、摇臂钻、摆放方式、钻模情况等多种因素影响，孔的位置度尤其是两侧面孔系受影响较大，采用床体孔加工数控线加工，以床体底面为主定位面，液压夹具夹紧，两侧数控卧头进行加工，床体前面进给箱安装面，丝杠瓦架面销孔精度±0.02。

3.5 加工模式改变

加快生产节拍，降低员工劳动强度。加工方面，由于加工模式的改变，取消了划线工序，孔加工时床体不必在工序间多次周转和在同一工序中的翻转。原加工方式加工床体两侧面孔需要要床体向一侧平放、垫平后再进行孔加工作业，对另一侧面孔加工则需再次对床体进行两侧90 °翻转在进行加工，完成加工后再次翻转90 °吊往临时存放区，待下序使用，采用床体自动线加工后，只需一次吊装，通过数控程序自行完成加工，生产节拍提升60%以上，相同产量人员配置仅为原来的20%，同时劳动强度大幅降低。同时由于孔位置精度的提高，在一定程度上提高了装配线的装配效率。

4 新工艺优点

在数控技术不断发展进步的基础上，床体孔加工自动线通过工艺流程的重新规划，主要实现了以下目标：

①提高了加工位置精度，在提高产品品质的同时为装配线节约调整时间。

②提高了加工柔性，减少胎具投入，取消了钻模的使用，夹具的加工制造和保管成本；

由于用户的需求，对床体孔位置进行一定调整，钻模无法使用，要对工序进行调整，通过数控化加工可以有效解决，不仅节约了生产准备时间，同时避免了大批量生产产品在工序临时调整过程中可能衍生的其他问题。

③提高了产品零部件的一致性，符合批量产品零部件的互换性原则。以往有些位置度要求较高的孔需要配钻（如：普通车床齿条孔），采用数控化加工后，提高了零部件的互换性，在设备维修尤其是售后服务方面表现尤为凸出，提高服务效率，提高用户的好感度。

④提高了员工的劳动生产率，床体孔加工自动线的应用，可以取消划线工序，淘汰一批低效设备，单位产能的人员配置可降低80%以上。

⑤制造模式向数控化，智能化迈进的有益探索，由于低效设备的淘汰，为加工车间数控化规划提供了必要的空间。

5 结 语

床体孔加工自动线加工与传统工艺相比，是一次制造模式的转变，对大批量生产的零件采用工序集中原则，通过数控化连续加工模式，不仅显著提高了加工效率、降低了生产制造成本，而且也提高了零件的加工精度，使零件的互换性更强，实现了数控化柔性生产制造。但文章所阐述的方法针对性强，因而后续工作将与相关企业联合研究，进一步完善了加工中心工艺优化的相关理论。

参考文献：

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[2] 卢秉恒，赵万华，洪军.机械制造基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

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