车床进给限位装置的外部改造

何楚亮，袁满林

（东莞理工学院 机械工程学院，广东 东莞 523808）

金工实习是工科院校重要的实践性教学环节。车工实习是机械类专业一项主要内容，安全则是实习的前提条件。在车工实习中,最容易出现安全事故的是自动进给环节[1]。在普通车床使用横向或纵向自动进给，对工件进行切削时，操作者应在短时间内及时、准确地将车刀快速退出和停止主轴转动。要完成上述动作，操作者需要操作娴熟且精力集中，否则容易发生刀架和卡盘碰撞损坏，甚至造成人身和设备事故，同时导致工件废品产生。

东莞理工学院机械工程学院金工实习的学生,在执行自动进给时，因思想紧张或用力过大，而将自动手柄过度地打上或打下的现象屡见不鲜，一直未能有效地得到控制。虽然国内外对车床进给限位装置研究有很多，但大多数是针对车床内部进给系统进行研究，例如，对机床进给系统同步进电机运动控制进行研究等。鉴于学院车床设备的现状，对机床内部进行改造，不符合实情，故本文研究主要针对车床进给装置外部的改造。

通过分析学院车床设备的操作特点,本文将设计一种既能消除安全隐患，又能简化操作的进给限位装置。

1 进给限位装置的设计

通常满足进给安全装置设计要求的途径，包括机电、机械、光电等实现方案。鉴于学院车床设备的现实情况，本文主要研究方向是，制造一款结构简单、体积小、净质量小、易于拆装的进给限位装置。

1.1 限位装置的主要结构

在多个设计方案中，本文进行了安全性、实用性、美观性及低成本性等方面对比，优化筛选出如下方案：利用自动档进给限位装置为主要结构，其由两个部分组成：

（1）定位部分。主要由定位外圈和夹紧螺栓组成，通过夹紧螺栓，可以将定位外圈固定在自动进给手柄上，并且不影响原有装置的正常运动；

（2）限位部分。主要是一个旋转定位盖，可以较好地配合到定位外圈上。

装置结构如图1所示。

图1 进给旋转限位装置

1.2 定位外圈的设计

图2 定位圈设计

定位外圈形状的设计，是按照自动进给手柄的旋转固定圈尺寸设计的，本文将定位外圈分成两个半环，用螺栓夹紧固定。半环的直径，是手柄旋转固定圈的直径Φ 64.8 mm，厚度为10 mm，长度就是手柄旋转固定圈的长度20 mm（如图2所示）。

1.3 旋转限位盖

由于本文设计的旋转限位盖的高度，决定于伸入定位外圈的长度和突出手柄的长度，分别都是10 mm，所以长度取50 mm,直径为Φ 65 mm，厚度取10 mm（如图3所示）。

图3 旋转限位盖

2 进给限位装置的工作原理

通过将旋转定位盖转动到手柄的前面，对手柄初始停止位置的阻挡，限制手柄只能打下档和停止档，这样车床只能实现左右进给及停止的功能；当将定位盖旋转到手柄的后面，对手柄初始停止位置的阻挡，限制手柄只能打上档和停止档，这样车床只能实现前后进给及停止的功能。当旋转盖触碰到位置C时，实现档位只能够打左右进给档；当旋转盖触碰到位置A时，档位只能够打前后进给功能。

原理结构如图4所示。

图4 结构原理图

3 进给限位装置应用

在车床上增设进给限位装置后，不仅没有影响到车床本身的正常运转，而且增加了车床执行自动进给的安全性，减轻初学操作者的紧张情绪，使得自动进给操作非常安全。由运行结果证明，本文设计的进给限位装置，能够满足实际要求，从而成功地实现了在车床上避免横向或者纵向自动进给时，因情绪紧张或用力过大将自动手柄过度地打上或打下，而引起的安全事故。

目前，学院现代工业技术实习中心，对现有学生工程训练实习中的几台车床，都安装了进给限位装置，并将其布置在横向和纵向自动进给手柄上，不干涉车床操作和维修，且几乎不受铁屑、油污的影响。经过学生金工实习时的使用，未发生一起类似事故。师生们普遍认为该装置操作简单，安全可靠。

4 结束语

在车床横向和纵向自动进给手柄上，增设进给限位装置后，在执行横向或者纵向自动进给时，执行停车效果显著。解决了横向或者纵向自动进给引发的安全隐患，消除了初学者在这方面的畏惧心理，降低工件废品率。

在横向和纵向自动进给手柄上，安装限位装置，实现了装置对操作者和设备的有效保护，减少安全事故。

在使用车床加工过程中，有利于初学者在短时间内掌握自动进给操作要领，提高工件加工品质。

本文设计的进给限位装置结构简单，体积小，净质量小，容易形成产品。

[1]龚国尚，傅水根.金属工艺学实习教材[M].北京：中央广播电视大学出版社，1996.