提高数控车床钻孔效率的一种方法

1、提高数控车床钻孔效率的一种方法中职二年级数控 包丽芳摘要： 针对目前数控车床利用尾座钻孔时需手动钻孔 ，生产效率及孔的尺寸 精度不高这一特点，本文介绍一种能实现数控车床自动钻孔的夹具，进一步 提高数控车床的自动化功能，既保证了产品的质量又提高了生产效率。关键词： 数控车床 自动钻孔 夹具一、引言数控车床是由普通车床发展而来的，工作方式是按照输入的零件加工程 序运行工作的。零件的加工程序中，包括刀具和工件的相对运动轨迹、主轴 的启停、主轴转数、吃刀深度、走刀量、刀具的自动更换以及冷却液的开关 等都是由机床自动控制的，相对普通车床来说，各方面的工作效率大大提高 了，但在数控车床上钻孔，仍然是在车床

2、尾座上安装钻头，通过转动尾座手 轮进行钻孔的，与普通车床没什么区别，体现不了数控车床自动化程度高的 特点。现拟设计一套夹具，夹在刀架刀位上，再将钻头安装在夹具上，并用 防滑装置固定钻头 , , 利用刀架的自动进给功能去实现自动钻孔，提高钻孔效率 和精度，从而体现数控机床自动化程度高的特点。二、刀架尺寸分析：通过对 GSK980TDGSK980TD 数控车床的刀架尺寸测量，得出尺寸如图 1 1 所示，并且 车床的装刀高度为 2222，为四刀位刀架i三、要设计的夹具分析：设计原理：该夹具共有两件组成，分别叫钻夹座及防滑装置，尺寸如图 2 2、 图 3 3所示。由于数控车床尾座本身不能作自动进给运动

3、，数控车床能自动进 给的部分是刀架，因而要使钻头实现自动进给，可借助数控车床本身自有的 四工位刀架的其中一个刀位，像安装刀具一样直接安装钻夹、钻头的夹具一 钻夹座，以便纵、横伺服电机运动时带动作自动进给；同时要保证钻头在 加工时不能打滑，又要求在另一刀位安装防滑装置夹住钻头或钻套的扁尾座， 从而要求钻夹套的长度比锥钻套或钻头尾座短，以便露出扁尾座，让防滑装 置在加工时可以夹住扁尾座。我们设计钻夹座钻套的套锥为莫氏 3 3 号锥度，一般来说，莫氏锥度大的 锥柄钻头直径也大，钻孔时增加刀架受力，而夹具装在刀架上时只是三向受 力，没有像钻头装在尾座时全方位受力，而且受力均匀，因而选用莫氏 3 3 号

4、 锥度，而且装夹的钻头直径最好小于 2020,以防受力不均影响钻削。我们设计夹具的目的是让夹具夹住钻头，从而让钻头能安全、顺利地自2动钻孔，这就要求夹具在装上钻头时位置要与车床中心线一致，根据刀架与 莫氏 3 3 号锥度的尺寸要求，设计夹住钻头的钻夹套（图 2 2）的基座总高为 3030 mmmm C C 面到中心线的距离为 2020 mmmm，比车床的中心高度低 2mm2mm 便于每台车床中心 高的调节（由经验可知，同一型号的车床的中心高度会有微差）；而要保证 钻头在钻削过程中不打滑的防滑装置的尺寸如下（图3 3）。图 2 2 钻夹座图 3 3 防滑装置四、夹具的制作：钻夹座由锥孔套及基座两

5、部分组成，防滑装置是单件体。根据现有材料 及设备，材料血/ 3 号莫氏锥度191B/_3选用 4545 号钢，先用铣床将钻夹座基座及防滑装置加工到合格尺 寸，如图 4 4 所示为基座，防滑装置可参考图 3 3,再在车床上加工锥套成莫氏 3 3 号锥度，如图 5 5 所示，再将锥套及基座焊接成图 2 2 所示，并用砂轮机打磨焊 接部分光滑。图 5 5五、夹具的安装使用及拆卸根据目前使用较多的数控车床的机械结构特点，现以广州机床厂生产的GSK980TGSK980T 数控车床的使用安装为例。GSK980TGSK980T 澈控车床采用四工位自动转位刀架，钻夹座及防滑装置在刀台 上的安装与刀具的安装相同

6、，通过螺钉压紧即可。方法如下：将制作好的钻 夹座安放在刀架的其中一个刀位，装入莫氏3 3 号锥度的钻头，并加装垫片以4保证钻头中心与车床中心等高，即 B B 平面与刀架 A A 平面要绝对平直，这样， 已保证钻头轴线与车床主轴轴线在竖直面内的平行，如不放心，可用百分表 对夹具进行水平找正。再将防滑装置垂直装在另一刀位上，钻头的扁尾要装进 防滑装置的缺口里，防止在钻孔过程中钻头打滑，如图6 6 所示。防滑装置钻夹座及防滑装置在刀台上安装后，先将刀架退到安全位置，尾座装中 心钻，高速钻一个中心孔，以便钻头钻孔时快速定位到工件中心点处，钻头 与车床工件的位置可通过对刀并输数值进数控系统予以确定，进给

7、速度可由 数控系统根据程序实现自动控制，加工出来的孔无论质量、生产效率都比用 手转动手轮钻孔明显提高，特别是相对于批量生产的孔，更是在保证产品质 量的同时，大大降低了工人的劳动强度。由于钻夹套总长比莫氏 3 3 号锥柄短，不用时，可先拆防滑装置，再拆钻O|O|钻夹座钻头v扁尾座刀架5头，在工作台上轻触钻头扁尾座部分，则钻头或钻夹头就很容易从钻夹座卸 下，最后拆钻夹套即可。六、自动钻孔的应用如图 7 7 所示为一柱塞，原钻孔工序为：1R.619.530.7图 7 7 柱塞工序 1 1 棒料夹于车床主轴卡盘上；车削零件左端全部尺寸达要求；切断，保证长度 30.7mm,30.7mm,留余量 0.3m

8、m0.3mm工序 2 2:工件调头以25.5mm25.5mm 台肩左端面定位夹于车床主轴卡盘上；车右端 面保证长度30.7mm30.7mm工序 3 3:手动钻孔9.4mm9.4mm 深为 16.616.6 mmmm（钻头端部磨成 9.49.4 mmmm 的球面）。工序 4 4:仍以25.525.5 mmmm 台肩左端面定位；用内孔车刀镗内孔全部尺寸达要求； 换外圆车刀车削17.617.6 mmmm 直径达要求。为了批量生产，需要对工件进行批量手动钻孔，然后进行工序4 4,这就增 加了工件装夹次数，降低了生产效率且加工精度难以保证。6工艺改进后工序工序 1 1：与原工序 1 1 相同。工序 2

9、2：定位与改进前相同。用外圆车刀车右端面并保证长度尺寸；同一把车刀车17.617.6 mmmm 直径；工序 3 3：尾座装中心钻，手动高速钻一中心孔，为自动钻孔定位。工序 4 4：换钻头钻9.4mm9.4mm 孔，深 16.616.6 mm;mm;换内孔车刀镗内孔全部尺寸。从改进前、后的工序安排可见，工序一样多，改进后的工序中虽然多了 钻中心孔这一工序以便于定位，但将工件原来的3 3、4 4 道工序合为一道工序，减少了一次工件的装夹工作。原来 3 3、4 4 三道工序用时 4min4min,合为一道工序后 用时2.5min2.5min，节约了 1.5min1.5min，而且钻孔的深度尺寸得以保证，质量稳定，在 很大程度上减轻了操作者的劳动强度。七、结束语运用此夹具,不但能完成钻孔的自动加工,而且还可与通过更换刀具在车床上完成不同直径的钻孔、扩孔、铰孔的自动进给合并为一道工序,大大提高了生产效率；不用时也可迅速将夹具从刀台上取下,不影响其它刀具的安装,体现了数控机床自动