摘要: 總結(jié)出了利用車床進(jìn)行深孔鏜削時(shí)，機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)要點(diǎn)往堡，通過利用傳統(tǒng)加工方法和前期試驗(yàn)進(jìn)行分析論證械荷，提出了一種長(zhǎng)套管類工件深孔鏜削的解決方案，也是一次大膽嘗試虑灰，該方案既能滿足車削的要求吨瞎，又能彌補(bǔ)傳統(tǒng)鏜削的不足。

目前穆咐，利用數(shù)控車床臥式刀架鏜削常規(guī)長(zhǎng)度內(nèi)孔已不再是什么難題颤诀，但往往會(huì)有一些長(zhǎng)套管類工件的內(nèi)孔加工，利用這種結(jié)構(gòu)加工就無法實(shí)現(xiàn)了对湃。常規(guī)工藝大都采用擴(kuò)孔和鏜孔崖叫，因工件固定而刀具運(yùn)動(dòng)，排屑和散熱拍柒，尤其當(dāng)工件要求粗心傀、精工序在一序完成，或加工一定直徑范圍內(nèi)的孔柔朽，常規(guī)工藝需要不同規(guī)格的鏜刀垂暖，刀具數(shù)量多、換刀時(shí)間長(zhǎng)精杜、對(duì)刀次數(shù)多穗阐、輔助時(shí)間長(zhǎng)涉泡、效率低，加工既有車削又有鏜削要求的回轉(zhuǎn)類工件時(shí)贰筹，這種傳統(tǒng)加工方式更顯劣勢(shì)少炎，若要提高效率磕阱，需定制專用設(shè)備前挡，投資大、柔性差情澈、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)屎谆，產(chǎn)品更新時(shí)間長(zhǎng)，財(cái)力物力浪費(fèi)大瘤琐。

根據(jù)以上問題我們對(duì)數(shù)控車床結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)琐览，加工長(zhǎng)套管類工件，不需多次裝卸工件柑土，更換刀具蜀肘、輔具，能夠一次裝夾完成車削稽屏、深孔鏜削的加工扮宠。操作省時(shí)、省力狐榔、換刀速度快坛增，工件旋轉(zhuǎn)，排屑方便薄腻，易散切削熱收捣，柔性大，產(chǎn)品更新方便庵楷。適用于液壓罢艾、印刷、石油尽纽、工程機(jī)械等行業(yè)長(zhǎng)套管類零件的加工咐蚯。

1 、前期分析與試驗(yàn)

以臥式車床配置8 工位臥式刀架為例進(jìn)行案例解析永努，根據(jù)長(zhǎng)期加工的設(shè)計(jì)和加工經(jīng)驗(yàn)得知贞倒，常規(guī)刀桿的最大鏜削深度與刀桿直徑有個(gè)比例關(guān)系叫做長(zhǎng)徑比，即最大鏜削深度是刀桿直徑的3 倍散苦，如圖1 所示紫颈。比如用60 mm 的刀桿鏜削的最大深度就是180 mm，大于這個(gè)值在鏜削時(shí)就會(huì)多多少少產(chǎn)生振刀奇嗽，這個(gè)值越大振刀越嚴(yán)重嘁汗『追剩考慮到常規(guī)刀桿的剛性問題，現(xiàn)選用山特維克1: 7 的抗振刀桿揣恳，刀桿直徑60 mm冠樱，可鏜削420 mm 的深孔，鏜孔直徑90 mm一膝，主軸轉(zhuǎn)速恒定颠舞。切削試驗(yàn)參數(shù)見表1。

表1 切削試驗(yàn)參數(shù)表

從表1 數(shù)據(jù)中可以看出顾腊，當(dāng)?shù)稐U懸伸長(zhǎng)度≥330mm 鏜削就無法滿足加工要求了粤铭，故使用該抗振刀桿鏜削的最大深度為300 mm。

2 杂靶、結(jié)構(gòu)改進(jìn)分析

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)梆惯，鏜削的深度不單單和刀桿的剛性有關(guān)，和切削相關(guān)的各種連接件都有或多或少的關(guān)系吗垮。所以我們從以下幾個(gè)方面考慮: ( 1) 卡盤與工件之間的夾持剛性垛吗，鏜削內(nèi)孔時(shí)尾座無法使用，所以要盡量增強(qiáng)卡盤的夾持剛性烁登，如增大受力面積怯屉，接觸長(zhǎng)度; ( 2) 回轉(zhuǎn)刀架與滑板的聯(lián)接剛性，如果它們之間的剛性不夠防泵，再好的刀桿也無計(jì)可施; ( 3) 回轉(zhuǎn)刀架上刀盤的鎖緊剛性蚀之，刀盤有較高的鎖緊剛性，我們就可以忽略這個(gè)環(huán)節(jié)捷泞，可看成刀盤和刀架本體為一個(gè)整體; ( 4)鏜刀座和刀盤之間的聯(lián)接剛性足删，在滿足刀具工位數(shù)要求的情況下，盡量選擇工位少锁右、刀盤對(duì)邊大搜痕、刀盤厚度盡量厚的刀盤，因?yàn)檫@樣可以增大鏜刀座與刀盤的接觸面積從而增加剛性; ( 5) 鏜刀座與刀桿之間的夾持剛性队趁，鏜刀座與刀桿的傳統(tǒng)夾緊方式是用刀座兩側(cè)螺釘頂?shù)稐U外圓的扁面绍撇，如圖2 所示，這種方式的剛性顯然不是最好的; ( 6) 刀桿自身的剛性松摘，刀桿自身的剛性是最重要的督垮，傳統(tǒng)刀桿的處理方式無外乎這么幾項(xiàng): 低碳合金鋼滲碳淬火、整體淬火乳栈、加入液壓油或做成錐形的等強(qiáng)度桿等影啸，但要想鏜削長(zhǎng)徑比達(dá)到1∶ 5 乃至1∶ 13 的話，傳統(tǒng)方法就顯得力不從心了组伤。目前制作抗振刀桿較好的有德國(guó)和以色列的幾家刀具商羡财。

3监镰、 應(yīng)用實(shí)例

筆者單位承接中船重工集團(tuán)某廠液壓懸浮管的加工設(shè)備制造，該工件需要加工兩端內(nèi)伐怀、外螺紋俐芬，通長(zhǎng)鏜削內(nèi)孔，工件外形如圖3 所示细溅，內(nèi)孔形狀很不規(guī)則褥傍，直徑不斷變化，無法使用鏜床設(shè)備加工谒兄，車床鏜削無疑是最好的加工方法摔桦。通過數(shù)控程序控制走刀輪廓社付，和前期的深孔鏜削結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)承疲，本次數(shù)控車床設(shè)計(jì)著重從以上6 點(diǎn)考慮，力保深孔鏜削能一次成功鸥咖。

從用戶加工的要求來看燕鸽，我們推薦一種多功能復(fù)合機(jī)床，既有數(shù)控車床自身的車削功能啼辣，又有深孔鏜削功能啊研。用戶要求刀桿直徑90 mm，最大鏜深700 mm鸥拧。

具體實(shí)施方案如下:

( 1) 根據(jù)理論計(jì)算和類比方法党远，保證機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率足夠，卡盤與工件之間的夾持剛性要強(qiáng)化朝正，卡爪夾持長(zhǎng)度200 mm蒸败，爪型設(shè)計(jì)成與工件直徑相符的圓弧形，且卡爪為倒喇叭口型农想，保證卡爪夾持后全長(zhǎng)度接觸雅沽，如圖4 所示。

( 2) 回轉(zhuǎn)刀架本體加長(zhǎng)例氓、把合螺釘個(gè)數(shù)由8 個(gè)改為10 個(gè)蚜症，增大刀架與滑板的接觸面積。

( 3) 鏜刀座設(shè)計(jì)成割逢環(huán)抱的形式峡黍，且長(zhǎng)度為270mm慎接，即夾持長(zhǎng)度為刀桿直徑的3 倍，保持較高的夾持剛性居串，如圖5 所示药妄。

( 4) 在保證刀架回轉(zhuǎn)慣量和速度不受太大影響的情況下，加大刀盤厚度值200mm缅钠，與刀座之間的把合螺釘由4 個(gè)M10 改為8 個(gè)M16愁霞，如圖6 所示诡蜓。

( 5) 將刀盤與刀架本體聯(lián)接的鼠齒定位盤加大，增大刀盤的鎖緊剛性胰挑。

( 6) 刀桿選用山特維克1: 10 的抗振刀桿蔓罚，刀桿直徑90 mm。

經(jīng)過機(jī)床車削試驗(yàn)瞻颂、深孔鏜削試驗(yàn)豺谈，驗(yàn)證了以上方法的正確性，切削效果非常好贡这，最大鏜深850 mm茬末，ap =2． 5 mm，f = 0． 4 r /min盖矫，機(jī)床切削正常丽惭，工件切削表面無振紋。機(jī)床多功能鏜削刀架如圖7 所示辈双。

4责掏、結(jié)語

本文通過利用傳統(tǒng)加工方法和前期試驗(yàn)進(jìn)行分析論證，提出了一種長(zhǎng)套管類工件深孔鏜削的解決方案湃望，也是一次大膽嘗試换衬，該方案既能滿足車削的要求，又能彌補(bǔ)傳統(tǒng)鏜削的不足笼万，具有多功能復(fù)合型的特點(diǎn)歪眨。總結(jié)出了利用車床進(jìn)行深孔鏜削時(shí)简些，機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)要點(diǎn)蛉增。目前該機(jī)床已終驗(yàn)收完畢并交付用戶使用，得到了用戶的一致認(rèn)可.

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