车削加工教具新型安全节能装置的开发与应用

朱桂林

（江苏省常州技师学院机电工程系，江苏 常州 213032）

【摘　要】车床是机械加工中的重要设备之一，它普及面广且用途广泛。但在车削实践过程中，人们也逐步发现它的缺点：低效率、高耗能和较低的安全保障等问题，作者通过不断实践和改进，带领研发团队研制出了新型节能高效车削装置。本文围绕如何提高安全保障等级、提高工作效率和降低能耗等方面进行叙述。

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关键词 安全；效率；节能；新型车削装置；传统车床

1　传统车削装置存在的缺点

１．１　安全系数低

在传统车削加工中，操作者需要频繁使用卡盘钥匙，而卡盘钥匙可以自己插在钥匙孔中，许多操作者常常会图省事儿，不将卡盘钥匙及时地取出，这样就很容易造成操作者误开动卡盘，由于离心力的原因造成卡盘钥匙飞出砸人，砸设备的安全隐患，容易引起非常严重的人身和设备事故。

1.2　工作效率低

（1）在车削过程中，工作效率低下是传统车削装置的又一个越来越突出的问题，由于在车加工过程中，需要经常使用刀架扳手和卡盘钥匙，有时需要交替使用，而这两件随车附件又常常置于机床的同一位置，容易造成拿混淆的情况，不仅如此，而且这两件附件存在同样的配件——加力杆，每次使用时，均要将加力杆套在附件上使用，显得麻烦，低效。

（2）在需要加工成批量规格不一的轴类零件时，卡盘的张开幅度需要根据被加工件的大小不停地调整，而张开量的大小却不能直观地在卡盘上显示出来，操作者需要用肉眼去观察，常常会出现偏差较大的情况，而这又大大降低了车削加工的效率。

（3）在传统的车削对刀过程中，操作者常常使用较多的垫刀片来凑刀尖的高度，由于垫刀片间隙的缘由，在加紧力的作用下，垫刀片的总高度难以精确地控制，初调整时，在稍高或者稍低的情况下，操作者常采用增加或者减少垫刀片的方法来调节垫刀高度，造成了刀尖高度的难以精确高效地控制。

１．３　能源消耗高

（1）附件之间的重复件较多

随车附件卡盘钥匙和刀架扳手存在同结构、同作用的加力杆部分，设计过程中，设计师完全可以将这两件附件进行有机融合设计，传统车削装置将这两附件脱离设计，造成了能源的较大浪费。

（2）垫刀片繁多

如前所述，传统车削装置中，垫刀片难以精确的控制刀尖高度，而且在使用的过程中，需要使用到数量较多的垫刀片，在一个刀架上，如果装满刀具（通常情况下是四把刀），需要的垫刀片数量将更多，这极大的增加了车削加工的工作能耗。

２　新型节能高效车削装置的研发

作者及研发团队针对上述传统车削装置存在的缺点进行了新型节能高效车削装置的研发，具体研发情况如下。

2.１　新型随车组合附件的研发

开发团队研发了新型系列组合附件，该附件将传统的卡盘钥匙和刀架扳手进行了组合设计，新的附件不仅具有卡盘钥匙的功效，而且还有刀架扳手的功效，优点体现在如下三个方面：

（1）安全系数的提高

新的随车附件中，作者将卡盘钥匙和刀架扳手的套筒之间采用了弹簧嵌入式设计，使得附件在常态下处于刀架扳手的状态，如需要操作卡盘，则需要施加合适的作用力，这就保证了附件在不施加力的情况下能够脱离卡盘的钥匙孔。不会造成操作者因为忘记将卡盘钥匙拔出卡盘钥匙孔而造成严重事故的发生几率，保障了操作者和机器设备的安全。

（2）能源消耗的降低

由于采用了卡盘钥匙和刀架扳手的合二为一设计，省去了两附件的公共重复设计，降低了能源消耗，由于车床的普及面极广，所以这一设计意义深远。对整个车削装置的普及和成本的降低起着积极的作用。

（3）工作效率的提高

在车削加工中，有了新的随车附件之后，操作者再也不会因为拿错附件而降低工作效率，因为将卡盘钥匙和刀架扳手的合二为一设计，操作者很容易取出所需工具，只要适当调节附件的工作状态即可快速完成加工准备。大大提高了工作效率。

２．２　高效节能垫刀块的研发

车刀刀尖的高度对车削过程有着较大的影响，在传统的控制方法中，常常是利用多片垫刀片叠加而成，缺点大，麻烦多。此处设计研发的高效节能垫刀片，共有三个零件组成，其中两楔形垫铁可以灵活调整上垫块的水平高度，方便地控制上面方车刀刀尖的高度，操作者还可以根据车刀刀柄的几何形状有选择地使用上方的三棱块，如刀柄为圆形的，则不需要用三棱块，如刀柄为方形的，则可以选择三棱块叠加在楔形铁上方。相比传统垫刀片而言，不仅节能，而且大大提高了工作效率和刀尖的位置精度。

２．３　可读数值卡盘的研发

传统的卡盘面板无任何数字显示，更无张开直径的实时显示，可读数值卡盘的成功研发解决了卡盘张开幅度无显示的问题，如图3所示，这样就可以方便地给操作者提供实时张开量，便于操作者提高工作效率。快速装夹被加工零件。进一步提高工作效率，尤其在成组技术的实施过程中，优势更加明显。

３　新型节能高效车削装置进一步完善的设想

新型节能高效车削装置的成功研发，相比传统车削装置，它较大的提高了系统装置的安全性，节能性和操作的高效性。实践证明，开发的思路和研发的过程是科学的、可行的，但，任何一个新生事物的诞生，都需要不停的完善，本装置将继续从进一步提高安全性、节能性和操作的高效性等多个方面来进一步完善。为传统机床的改造之路提供科学的样板，为机械制造投石问路。

［责任编辑：杨玉洁］