LDesign and Research设计与研究
数控专用立式曲拐车床设计
李立强姜辉
（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔161005）
摘要：通过研制数控专用立式曲拐车床，解决了曲拐零件加工难的问融题，大大提高了曲拐零件的加工精度
和生产效率。
关键词：立卧式相结合减振刀板龙门式重锤平衡结构
中图分类号：TG519.5
文献标识码：A
Design of CNC special vertical crank throw lathe
LI Liqiang, JIANG Hui
(Qiqihar Heavy CNC Equipment Co., Ltd., Qiqihar 161005, CHN)
Abstract:We developing and making of CNC special vertical crank lathe to solve the question of difficult machi-
ning of crank parts, it improves the machining precision and production efficiency.
Keywords:Veticaland Horizontal Combined Disposal;Vibration Damping; Gantry Heavy Punch Balance Structure
曲拐零件是应用于船舶、能源等行业中的大型柴油机上的关键零件。其材料为铸锻钢，需要进行开档、外圆柱面、曲拐销径、卸荷凹槽、倒角、空刀、及曲面等工序的加工。为了提高曲拐零件的生产效率、降低制造成本和保证交货期，用户需要高效率、高精度的机床来批量化生产曲拐零件，而目前，国内极缺加工曲拐零件的数控高效专用车床。
曲拐零件为回转类零件，相对于其他机床，曲拐零件更适合在立式车床上加工；但传统的数控立式车床均为功能比较通用化的产品，且主要以垂直刀架滑枕的车削加工为主、侧刀架加工为辅。其使用侧刀架虽然可以完成曲拐零件的上述加工工序，但由于曲拐零件的加工特点是重载荷和断续切削，因此要求加工曲拐零件的机床刚度和抗振性必须非常好；同时，由于曲拐零件内档的宽度尺寸小，限制了侧刀架滑枕的截面不能足够大，在对曲拐零件进行内档和销径加工时，又同时要求滑枕的悬伸和行程非常长，而悬伸长、小截面的滑枕静动刚度非常低，在重载荷、断续切削曲拐零件的内档时，滑枕的变形将非常大，经常由于滑枕的振动过大而引起机床的整体共振。使得使用侧刀架滑枕加工曲拐零件的传统立式车床的加工效率和曲拐零件的加工精度非常低。
为解决上述难题，笔者公司研制了数控专用立式曲拐车床（如图1所示）加工曲拐零件。根据曲拐零件加工的特点，该车床在传统数控立式车床的基础上，惠技事s机生
2014年第3期
进行了针对性的改进设计。
根据曲拐零件加工中，要求机床侧刀架的垂向行程相对短的特点，将机床的总体布局改进为立卧相结合式的结构。该结构保留了传统数控立式车床的横梁和工作台结构，取消了龙门架。横梁直接固定在地基上，与地基的联结结构类似于卧式车床的床身结构；但横架导轨仍保留立式车床垂直导轨的特点：而横染底面的四周均使用地脚垫铁支撑，地脚垫铁的数量非常多，故横梁与地基的联接刚度非常高。
根据曲拐零件加工中，要求滑枕的悬伸长和滑枕水平行程长的特点，取消了侧刀架，并将垂直刀架的横梁滑座、滑枕结构改进为大滑板、垂直滑板和刀板组合式结构。该结构中，大滑板作水平运动，垂直滑板作垂向进给运动。
根据曲拐零件内档截面为矩形的特点，将刀板体的悬伸部分设计成长方体结构，其截面也为矩形，并且截面制作的足够大，刀板的材料为球墨铸铁，使刀板的刚度和抗振性能非常高。
机床基本参数及主要性能指标如下：
大车削直径/mm 最小车削直径/mm 最大工件高度/mm 最大工件重量/t 工作台直径/mm
5500 650 1600 60 5000
主轴转速（无级两档）/（r/min）（
0.3~40
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