卧式铣床升降台高速加工工艺的改进

孙 全 ，张 佳

1.沈阳第一机床厂（总装三车间），辽宁沈阳 110141

2.沈阳机床进出口有限责任公司（服务部），辽宁沈阳 110141

沈阳机床生产的TPX6111B型卧式铣镗床是最新开发的标准型产品，在积五十余年制造经验的基础上，吸收国内外精华，具有优良的性能。TPX6111B/2型卧式铣镗床增加了整体式辅助导轨。工作台在横向运动时均在刚性较好的下滑座上移动。机床变形小，刚性好，对加工精度的提高极其有利。TPX6111B/3型卧式铣镗床，增加了工作台横向和主轴箱垂直行程，扩大了加工范围。工作台面积增大， 承载能力可达3 000kg。 主轴可选用ISO7:24 No50锥孔，可自动装卸刀（后立柱为特供）。

TPX6111C/3型卧式铣镗床，改变了传统交流电机集中传动特点，主电机为变频电机，进给为伺服进给电机拖动，实现无级传动；上下滑座采用贴塑导轨；主轴锥孔7:24No50（后立柱为特供）。

1 铣床升降台加工现状

如今我国的一些企业在铣床升降台的加工制造中还是选用传统的方法进行加工，因为传统的加工流程主要是针对特定时期的刀具状况、设备所打造的，未经过任何的改进和优化，一直沿用到了今天，势必会出现质量和效率方面的不足问题，所呈现出来的弊端已经完全不能满足当前的市场环境。

一些铣床的生产厂家也在逐步加大研发力度，寻求是和现行市场的高端产品。只有拥有了自己的核心技术，才能成功抢占市场。

沈阳机床所生产的D165属于功能相对比较全面的高速机床，对合金铝、石墨、淬硬钢及超硬合金等材料的加工有独到之处，用于中小型工件的加工。丰富的选项使得该机床具有加工复杂形面所需的高速和准确的特性，应用广泛。其强大的功能使得该铣削中心可以用于各种模具的加工及小批量生产。D165高速加工中心可以根据用户要求选配3轴、3+1轴、4轴和5轴。适用于二三层工业厂房、餐厅、酒楼楼层间的货物传输。最低高度在150mm～300mm，尤其适合不能开挖坑的工作场所。并且无须上部吊点。形式多样化（单柱、双柱、四柱）。设备运行平稳，操作简单可靠，具有液压、电气多种保护，货物传输经济便捷。

2 传统铣床升降台的应用分析

铣床升降台属于上世纪七八十年代的产品，由于受到当时的刀具、设备等相关条件的具体限制，在镗床和铣床上加工过程，存在很多的问题。

2.1 问题分析

工件刚性不足，壁厚不均。为了进一步地减少所有工序之间的切削量，这些传统的加工工艺通常被划分为半精加工、粗加工、精加工，它的特点就是效率低工序长；主轴的转速相对较低，所加工出来的工件通常表面上都比较粗糙；设备的落后，定位和重复定位的精度相比较差，不能确保部件加工的质量；装卸工件的辅助周期比较太长；对于刀具的磨损很难进行监控，生产过程中总是很难避免大量废品的出现；换刀过程也是完全由人工来完成，所以造成了强大的劳动量；旧工装的刚性比较差，很容易产生振动现象。

2.2 解决方法

针对传统工艺中所存在的这些问题，沈阳机床把高速切削加工的技术引入倒了新工艺生产过程中，对铣床升降台平面和孔系的加工做了进一步的优化设计：把在普通设备上进行加工的替换为高速加工中心进行加工；选用了高速切削加工，切削力相对减少很多，同时将精加工和半精加工进行整改合并，从而减少了生产工序，进一步提高了其生产的效率。改用机械手进行自动的换刀，多大回避了强度更大的劳动；对主轴的转速也进过了改进，大大提高了其转速，所加工的工件粗糙度降低了很多；设备定位以及重复定位的精度有了更高层次的提高，从而确保了部件加工的质量；工况的监测系统完全实现了监测刀具磨损实时情况和刀具断裂的具体状态；两个工作台，确保了工件的连续性加工，大大缩短了生产周期；在工装系统的改进上主要做了：A增大夹紧力，在传统工装系统上添设了一个夹紧位置，并在每一个夹紧位置进行适当的增加夹紧力； B增加了辅助支撑：毛坯铸造过程中，在薄壁位置增加了2个～3个加强竖肋； C增加定位面的面积，使用面积较大的定位块取代定位销。

2.3 应用实例

以前，沈阳机床D165铣床的年产量只有几十台，现在年产量达到200台以上，而且逐年看涨。原因是多方面的，其中主要的一个原因是铣床关键零件升降台的机加工工艺做了重大改进。铣床升降台属于较大型铸铁箱体(体积1 200mm×800mm×700mm)，壁厚不均，刚性不足。现在，铣床升降台的加工由原来在镗床和铣床进行，改在高速加工中心HPC800（最高转速为6 000r/min）进行；最后一道工序手工铲刮改为磨削加工。高速加工切削力平均减小了30%以上，因此，半精、精加工合二为一进行加工，工件没有变形，减少了工序，提高了效率。

平面和孔系加工都改在加工中心加工。其中，镗孔工序在高速加工中心改用Si3N4基陶瓷刀具后，主轴转速达到2500r/min以上，切削速度达到600m/min，进给速度为400mm/min以上，加工效率比以前(转速450r/min，进给速度为50mm/min)，表面粗糙度有明显好转，达到了设计要求。采用高速切削加工技术后，省去了半精铣工序，加工效率提高了近3倍，而且加工表面粗糙度也达到了设计要求。

3 结论

高速切削加工技术在沈阳机床铣床升降台的加工中，起到了重要的作用，大大提高了加工效率和质量，使沈阳机床铣床年产量也成倍增长，在当今激烈的国际市场的竞争中处于不败之地。

随着交通工具进一步地提速，世界经济的发展被推向了新的历史高潮。陪伴高速切削加工技术的逐步完善，高速切削在机床行业乃至其它行业将会发挥越来越大的作用。

[1]艾兴高速切削加工技术[M].国防工业出版社，2009.

[2]陈明，袁人炜.高速切削过程切削条件优化研究最新动态[J].机械设计与研究，2011(3)：61-67.