針對剎車盤行業(yè)數(shù)控立式車床的定義與研發(fā)
2019-3-20 來源：沈陽優(yōu)尼斯智能裝備有限公司 作者：周良
摘 要: 文章簡述了數(shù)控立式車床在剎車盤行業(yè)應(yīng)用的特點，以及針對剎車盤行業(yè)加工特征，定義及研發(fā)一款具備行業(yè)針對性產(chǎn)品的過程。
關(guān)鍵詞: 剎車盤加工; 數(shù)控立式車床
1 、剎車盤車削設(shè)備概述
剎車盤是汽車制動系統(tǒng)的關(guān)鍵零件之一。成品剎車盤大致要經(jīng)歷以下幾道工序: 鑄造-車削-鉆孔-動平衡-清洗-終檢-打標(biāo)-包裝等。剎車盤車削設(shè)備目前已經(jīng)歷經(jīng)以下幾個階段: 普通車床階段，數(shù)控臥車階段，數(shù)控立車階段，未來即將向自動化方向不斷發(fā)展。普通車床由于效率低下，精度不佳，現(xiàn)已基本只存在于粗加工工序; 數(shù)控臥車從上個世紀(jì)九十年代中期逐步進(jìn)入剎車盤行業(yè)市場，以效率與精度的優(yōu)勢成為了剎車盤精加工的主力產(chǎn)品。但由于臥車結(jié)構(gòu)限制，工人勞動強(qiáng)度較大。同時由于以一汽解放，北奔重型為代表的重卡企業(yè)輕量化進(jìn)程不斷推進(jìn)，大型剎車盤需求量不斷增加，因此數(shù)控立車正逐漸成為剎車盤行業(yè)車床工序的主流需求。
與臥式車床相比，立式車床在剎車盤加工領(lǐng)域具有以下優(yōu)勢:
(1) 加工能力。目前國內(nèi)鑄造水平參差不齊，單邊最大切削量可達(dá) 3mm 以上。立車主軸扭矩明顯優(yōu)于臥車，能夠適應(yīng)大規(guī)格剎車盤對加工效率的要求。剎車盤零件重要的精度之一———制動面對于安裝面的跳動值，加工難度也隨著盤面直徑。的增大而增大，其原因主要來自于工件自重對加工的影響。立車在擺脫自重不利影響的同時，利用自重進(jìn)行定位，確保了加工的穩(wěn)定性。
(2) 上下料的勞動強(qiáng)度。臥車的結(jié)構(gòu)決定了操作者必須單手進(jìn)行上下料動作，勞動強(qiáng)度極大。而立車便于操作者雙手上下料，減輕一半以上的勞動強(qiáng)度; 同時，立車裝卡卡緊或松開時，由于卡具定位面對工件的支撐作用，上料與卡緊( 或松開與下料) 可以分為兩個動作，減輕勞動強(qiáng)度的同時，也降低了操作難度。
(3) 更加適應(yīng)自動化的發(fā)展趨勢。立車占地面積小，自動線布局時更加靈活; 立車的結(jié)構(gòu)更便于布置輔助軸形式的雙刀精車機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)不僅增大了雙刀精車的加工范圍，也為刀具磨損的在線補(bǔ)償提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。同時，風(fēng)道盤由于裝卡時存在軸向位移，在自動化加工時，只能利用立車或倒立車的形式確保加工的穩(wěn)定性。
2 、針對行業(yè)產(chǎn)品的定義與研發(fā)
產(chǎn)品行業(yè)定位為 φ450 × 200mm 以內(nèi)的剎車盤，材料為HT250，硬度 209HB 左右。根據(jù)剎車盤加工特點，計算得出機(jī)床參數(shù)及要點如下:
研發(fā)及設(shè)計過程結(jié)合通用型產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗，主要分為以下順序進(jìn)行:
(1) 主要參數(shù)確定。根據(jù)參數(shù)及技術(shù)要點，確定使用 A2-8 主軸，前軸承使用雙列圓柱滾子軸承 + 推力角接觸球軸承的形式，內(nèi)徑 140mm; 后軸承使用雙列圓柱滾子軸承，內(nèi)徑120mm; 選用 15 /18． 5k W，最高轉(zhuǎn)速 4000 轉(zhuǎn)主電機(jī)，窄 V 帶傳動，降速比 1: 2; Z 軸行程 550mm，X 軸行程 350mm，兩軸快移20m / min。整機(jī)重量 7 噸以內(nèi)，外形尺寸 1600 × 3500 × 2600mm以內(nèi)。
(2) 方案設(shè)計。沿用經(jīng)典的立柱式結(jié)構(gòu)，減輕移動部件重量。根據(jù)切削參數(shù)選擇導(dǎo)軌與絲杠規(guī)格并進(jìn)行校核。確定兩軸采用 45 規(guī)格滾珠導(dǎo)軌，輔助軸采用 25 規(guī)格滾珠導(dǎo)軌; 兩軸采用 40 規(guī)格 10 導(dǎo)程滾珠絲杠，固定-半固定的安裝方式，W軸采用 25 規(guī)格 5 導(dǎo)程滾珠絲杠固定-自由的安裝方式。根據(jù)電機(jī)慣量匹配選擇電機(jī)規(guī)格，X 軸選用 3k W 伺服電機(jī)，Z 軸選用4． 4k W 伺服電機(jī)，W 軸選用 1． 8k W 伺服電機(jī)。主傳動采用 6根 5V15N 窄 V 帶實現(xiàn)降速。
(3) 方案細(xì)化。根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案的細(xì)化，主要包括大型鑄件的設(shè)計，功能部件的選擇，包括液壓、潤滑、氣動、排屑系統(tǒng)等設(shè)計工作。
(4) 防護(hù)及電氣設(shè)計。例如根據(jù)行業(yè)技術(shù)需求，優(yōu)化刀架防護(hù)設(shè)計，實現(xiàn)僅拆卸一件 5． 5kg 的防護(hù)罩即可進(jìn)行刀架的日常保養(yǎng)與維修; 再拆卸一件 6． 8kg 的防護(hù)罩即可進(jìn)行輔助軸部分的保養(yǎng)與維修。(5) 輸出工程圖，編寫工藝文件并下發(fā)試制計劃
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