1、數(shù)控車床改裝成新型旋風切削復合機床注塑機拉桿的環(huán)形槽是整個抱合結構的關鍵， 環(huán)形槽的加工是拉桿生產(chǎn)過程中至 關重要的一環(huán)。設計新型旋風切削復合機床和專用刀具并應用到拉桿環(huán)形槽進行 加工，能有效地解決原先環(huán)形槽加工排屑差、生產(chǎn)效率低及安全生產(chǎn)得不到保證 的問題。目前二板式注塑機由于其運動及動力特性合理、調(diào)模方便、合模剛性和精度好、結構緊湊簡潔及占地較少等優(yōu)點，越來越成為市場的主流。二板機的調(diào)模動 作由抱合結構來完成，抱合螺母取代調(diào)模螺母。其中拉桿是整個注塑機的關鍵件， 將三板式注塑機調(diào)模螺紋改進為抱合環(huán)形槽，而環(huán)形槽的加工在整個拉桿生產(chǎn)工 藝中相對關鍵。拉桿環(huán)形槽加工普遍都采用數(shù)控車床單刀切削，

2、這樣的加工工藝存在排屑差、 效率低等諸多問題，在當前工業(yè)領域高速發(fā)展情況下，高效率、高質量和低勞動 力的生產(chǎn)方法已是必然方向，基于這個趨勢，本文將普通數(shù)控車床整體重新設計， 改裝為新型旋風切削復合機床并設計專用刀具，通過在拉桿環(huán)形槽加工中的應用， 將問題有效地解決。1. 環(huán)形槽加工問題現(xiàn)狀拉桿需要在柱體外圓面上加工等距排列的環(huán)形槽，如圖1所示。所有環(huán)形(If /a=L6nnix750W8j1971)45* 0.圖1拉桿外圓加工環(huán)形槽單刀切削即將工件裝夾至普通數(shù)控車床，采用普通槽刀在數(shù)控車床上進行數(shù) 控插補進給切削。在實際生產(chǎn)過程中，徑向粗車時導致無法斷屑，一次進給，整 個過程形成連續(xù)不斷的長條

3、鐵屑。為防止鐵屑纏繞工件、纏繞損壞刀具以及亂甩 傷人，需配輔助人員持長鐵鉤進行拉絲，為安全生產(chǎn)埋下了隱患；刀桿壓刀片 長時間在槽刀排屑槽產(chǎn)生的連續(xù)鐵屑作用下，厚度變薄強度下降，導致刀桿壽命 大幅度降低；槽刀產(chǎn)生的鐵屑遮蓋于槽刀上方，造成冷卻液無法充分進入到切削 點，切削溫度高導致刀具磨損加快，同時使加工精度降低，已加工表面產(chǎn)生殘余 應力。2. 整體設備改裝設計要點對環(huán)形槽加工問題現(xiàn)狀進行分析，設計新的加工方式替換原來的單刀切削。 通過資料比對，選擇旋風銑銑削環(huán)形槽有下列優(yōu)點：高速切削加工時， 形成安全性好的C形短切屑，帶走大量的切削熱量，保 證刀具壽命，減少傳給工件的熱量有助于降低零件熱變形。

4、隨著切削速度提高， 切削加工時間和切削力減少，有利于對剛性差零件的切槽加工，同時降低加工成 本。從數(shù)控加工工藝上看，外旋風銑削數(shù)控編程簡單，并且切削的精度也相對較 高。解決了多刀切削和高速切削的問題后， 結合徑向重載切削和一次裝夾復合切 削是需要攻克的難點。由于精車外圓需要，原有車床刀架必須保留。國內(nèi)沒有標準的徑向重載切削 專用旋風切削復合設備設備，但國外進口成套設備價格昂貴，后期使用、維護費 用高。基于以上分析，最終方案采用現(xiàn)有普通數(shù)控車床改裝成新型旋風切削復合 機床。3. 新型旋風切削復合機床結構特點設計新型旋風銑專用銑削頭以及刀盤刀具， 并與原有設備CKW61125配套改 裝使用來解決當

5、前環(huán)形槽加工問題。（1）確定機床整體的加工原理。圖 2所示為新型旋風切削復合機床。工作 過程為刀盤轉動帶動合金涂層成型刀片， 采用高速切削；車床主軸帶動工件慢速 旋轉作為進給運動；旋風銑削頭安裝在車床拖板上，并在車床中拖板帶動下進行 徑向運動作為徑向進給運動。圖2新型旋風切削復合機床模型1.機床卡盤2.機床中心架3新型旋風銑專用銑削頭 4拉桿5.機床尾座頂尖6機床床身7.機床中拖板8.機床原刀架（2）專用銑削頭結構如圖3所示。根據(jù)加工拉桿環(huán)形槽的實際情況，進刀 方向基本為機床的X軸，主要依靠徑向切削，所以專用銑削頭的主軸所承受的徑 向切削力遠遠大于軸向力，因此，對主軸徑向剛性載荷要求相對較高，

6、 合理設計 拉桿環(huán)形槽專用旋風銑主軸支承相關零件的結構形式，對實現(xiàn)精密銑削加工起著 關鍵的作用圖3新型旋風銑專用銑削頭模型1中心墊塊2刀盤3交流電動機（變頻調(diào)速）4.電動機帶輪5.殼體6.主軸帶輪7.潤滑密封件8.主軸軸承9.主軸10.專用銑削頭（主要部件有底座）優(yōu)化設計的專用銑削頭主軸結構如圖 4所示。優(yōu)化后主軸前端采用圓錐孔雙 列圓柱滾子軸承3182114C,后端采用圓錐滾子軸承 30309 一對組合支承。其中 圓錐滾子軸承組合主要用于承受以徑向載荷為主的徑向與軸向聯(lián)合載荷，使主軸軸向定位，并調(diào)整軸向間隙，那么限制軸在殼體的軸向位移，大大地提高了主軸 結構整體徑向載荷。與角接觸球軸承相比，

7、承載能力更大，進一步保證了主軸結 構的剛性。所以經(jīng)過優(yōu)化設計的主軸結構配置更加緊湊，在加工拉桿環(huán)形槽時具有更好的剛性和精度，可滿足于切削環(huán)形槽銑削加工的要求。1.刀盤2、7.骨架密封圈3. 圓錐孔雙列圓柱滾子軸承3182系列4. 主軸5.圓錐滾子公制30000系列6.O形圈而主軸動力由電動機輸出，傳統(tǒng)動力傳遞都采用摩擦型帶傳動的 V形帶，由 于切削時受交變載荷作用，皮帶會伸長及縮短而使刀盤產(chǎn)生周向振動，導致加工過程中工件和刀具的損壞并降低工件表面精度。 新設計的同步帶應用形式是靠帶 與帶輪上的齒相互嚙合傳動的，傳動更為平穩(wěn)，加工后環(huán)形槽的表面粗糙度值較 低。（3）刀盤及刀具。本文設計的旋風銑削

8、刀具是根據(jù)拉桿環(huán)形槽專門針對性 仿形設計的，利用NX系統(tǒng)進行刀具的精確三維實體造型，并對旋風銑削刀具進 行性能分析。考慮到每把銑削刀片都是斷續(xù)切削， 接觸工件瞬間有沖擊力，如果 整把刀片仿形成整個槽體形狀，造成接觸面過大，過大的載荷以分布力的形式加 在相應的切削刃上，產(chǎn)生大量切削熱致使刀具磨損加快及刀盤振動。如何減少切削載荷，是設計刀具工作中關鍵的環(huán)節(jié)。首先從減少接觸面入手， 將整把刀片從縱向一分為二，刀片 1和刀片2在刀盤兩側圓周上分別交錯排布， 使每把刀片所承受的載荷減少，有效地提高了整組刀具的使用壽命，并大大提高 了進給速度，使高速切削更加可靠合理。根據(jù)以上設計要求，選擇旋風銑削刀 具的

9、設計與有限元結構分析文獻推薦的參數(shù)選取刀片的前角為0、頂刃后角為8、側刃后角為4和刀片厚度為4mm，刀具材料為金屬碳化物硬質合金 WC,彈性模量為7.06e11Pa抗彎強度為1.7GPa表面附有硬質涂層材料。設計刀盤結構排布更多數(shù)量的刀片以降低切削載荷，同時刀片下部的支承部 分又要保證足夠的強度，那么兩者兼顧分析，最終設計為均勻排布18把刀片， 刀盤外徑200mm,依托導向加平鍵與主軸相聯(lián)接，設計轉速 02 000r/min，依 靠交流電動機（見圖 3）變頻調(diào)速來實現(xiàn)無級變速，轉速數(shù)值顯示于控制面板， 采用觸摸熒光屏人機對話，操控精確且簡便。4. 生產(chǎn)應用前景本次根據(jù)拉桿環(huán)形槽所設計出的新型旋風切削復合機床，在CKW61125中拖板上（見圖 2）加裝旋風銑專用銑削頭，在車床原有結構不改動的前提下，做到 退可銑、進可車的復合加工， 銑削和車削共用同一塊拖板及同一個系統(tǒng)， 將銑刀 位作為T1，原刀架上的車刀位作為 T2/T3/T4,操作簡便，在工件一次裝夾的情 況下，外圓（包括其他車削尺寸）和環(huán)形槽可同時保持精度。主軸結構承載更多 徑向載荷，切削系統(tǒng)足夠的剛性使工件精度可靠。同步帶輪組傳動有效化解了斷續(xù)切削中常有的周向振動問題。 合理的刀具結 構，不僅避免了加工振刀，