摘要: 如何在现有机床上做局部的改造和优化，使其提升加工效率或满足个性加工需求，是从事加工中心研究、教学、操作的人员需要考虑的现实问题。对一台 VCL850 四轴加工中心的工作台进行了扩展 ( 加长) ，通过反复思考、论证和实践，实现了对给定零件完美加工，不仅减少了投入、满足了个性加工需求，还提高了加工效率、降低了劳动强度，具有广泛的推广和应用价值。
 
        关键词: 加工中心; 工作台; 扩展; 个性加工; 应用
 
       随着制造技术的不断发展，加工中心已越来越广泛地应用于各类零件的机械加工中，市场上同一品牌及配置的加工中心，会因其加工范围 ( 工作台尺寸)增大而价格飙升。如何在现有的机床上进行功能扩展，满足加工需求，使得企业、学校能减少投入，缩短加工周期，培养技术人才，是走创新之路的不错选择。某大学购买了 6 台 VCL850 加工中心，按照 “产学研”一体化要求，作者根据 “走出去”战略，成功地与一家从事机械加工的企业合作。经过反复思考、计算、实践，成功完成某零件 ( 泵箱 ( WPS-××
×) ) 的加工工艺研究和试制，并以此作为学生的实训教学产品。
 
       1 、案例
 
       零件信息:
 
       名称: 泵箱 ( WPS-×××) ;
       材料: 铝合金;
       毛坯: 铸件;
       毛坯外形尺寸: 215 mm×200 mm×192 mm;
       规模: 中批量。
 
       根据零件信息，通过反复地分析、计算和预评估，最后确定: 利用现有的 6 台加工中心 ( 其中两台配四轴) 组合成一条生产线，四轴工装采用 4 工位的液压装置 ( 定制) ( 图 1 中的元件 3) 。通过与专用工装厂商协商和沟通，最后确定了拟做工装的基本外形尺寸，按照其外形尺寸，规格为 850 的加工中心是不能直接安装的。此时，如果变更工装设计方案，把工位减少到 2 个，可以满足安装需求，但是工装的制作成本并没有明显减少，而且减少工位就会增加装夹时间、降低加工效率，得不偿失，于是作者在不改
变工装的情况下，尝试把工作台加长。通过虚拟设计和仿真，然后购买材料，自行进行机加工，最后成功将工作台合理加长，实现了工装的安装，并成功进行了零件的加工。加长后的工作台如图 1 所示。
  
  

      
                  图 1 加工中心工作台加长实物图
 
       2 、加工中心工作台加长设计与制作
 
       在进行加长设计时，要注意: ( 1) 根据定制工装的尺寸，进行虚拟安装，看看能否保证机床的正常运行，扩展后的工作台在移动的时候是否跟机床的其他任何部位有干涉，是否影响换刀等。 ( 2) 了解机床的承载能力以及加工范围。工作台的扩展一定要在机床可加工、运行范围内合理进行，绝不允许野蛮、盲目改造，造成设备、人生的安全事故! ( 3) 准确计算零件加工时的受力情况，确保加工的可靠性和稳定性。 ( 4) 工作台加长机构具有一定的可调性，装卸方便、承载可靠、定位精准、加工容易。
 
      根据以上注意事项，作者设计并制作了如图 2 所示的工作台加长支撑板 ( 左边部分) 。
  
  

           图 2 加工中心工作台加长支撑板简图
 
     该支撑板可以在加工中心原工作台 X 轴方向沿着导向块滑移一定的距离，以便调整安装专用工装时的间距和间隙，起到定位的作用。支撑板一边跟加工中心原工作台连接 ( 在此采用螺纹连接) ，连接螺纹孔的位置及数量需跟工作台 T 形槽匹配且合理分布;一边跟数控旋转分度盘底座连接，螺纹孔的位置及数量需跟分度盘的安装尺寸相匹配，起连接原工作台和数控分度盘的作用。支撑板需要左右各一块，两块板的加工尺寸及精度要求要统一。图 1 中的元件 2 即为左边的支撑板，其结构如图 2 所示，右边的支撑板见图 1 中的元件 5。
 
     3 、结束语
   
    通过就地取材，合理扩展，加长加工中心工作台，完成专用工装的安装，把多道工序的加工集中在一次完成，在很大程度上节约了成本，同时也减少了装夹的辅助时间，提高了机床的效率。扩展的周期也比较短，扩展后的加工中心能迅速投入使用，产生生产效益。另外作为贵州省的教学示范中心和数控技术应用人才培训基地，在扩展过程中，教师的动手能力也得到极大的提高，更好地为教学服务。