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普通臥(wò)式車床改深孔(kǒng)鑽床及其在油缸加工中的應用
2015-12-9  來源(yuán):鄭(zhèng)州四(sì)維礦業機械有限責任公司  作(zuò)者:王興華 成(chéng)振華 薛鵬源 王紀磊 杜小兵

 


       摘要:基(jī)於我公(gōng)司活(huó)塞杆和部分活柱加工深孔需要,經過(guò)科學論證(zhèng)、設(shè)計及計算(suàn),將公司一台普通臥式車(chē)床改造成雙(shuāng)伸縮立柱中(zhōng)活柱加工φ20 深(shēn)孔的專用機(jī)床。使用(yòng)該機床完成活柱深孔(kǒng)加工工序為公(gōng)司(sī)節省了可觀的加工費(fèi)用(yòng)。

  
 
      近年來,隨著綜采設備在煤炭開采行業中(zhōng)的普及,液壓支架逐漸成為綜采設備中不可或缺的組成部分(fèn)。


      我公司(sī)主要產品為液壓支架, 立柱及千斤頂是液壓支架(jià)的重要組(zǔ)成部(bù)分(fèn)。其(qí)中絕大多(duō)數側推千斤頂、抬底千斤頂、底調千斤頂(dǐng)及部分雙伸縮立柱中的活(huó)柱往往需要打(dǎ)深孔, 並且(qiě)需要打深孔的油缸占整套液壓支架所有(yǒu)油缸的一半左右。


      由於目前(qián)公司還沒有相應的深孔鑽設備, 需要打(dǎ)深孔的工件全部由外協單位加工, 而一(yī)根活塞杆打深孔的費用最低也在一百元以上, 對公司來說外協(xié)打深孔這(zhè)一工序的成本太高。所以為降低工件(jiàn)加工費用,公(gōng)司迫(pò)切需要數套深孔加工設備。


      目前市麵上常見的數控深(shēn)孔鑽床的(de)價格普遍在(zài)20萬元以上,價格較高,而普通臥式車床改造的深孔鑽床費(fèi)用要低很多。所以綜合考慮加(jiā)工精度、維護費用等因素,對普通車床進(jìn)行改造(zào)更符合(hé)公司的(de)意願。


      1 、總體改造方案


      該(gāi)方案是將普通車床(chuáng)改成φ20 深孔鑽加工(gōng)車床。需要打其他孔徑的深孔,可以在(zài)此基礎上更換部分零部件。改造前,綜(zōng)合對比了山特維克可樂滿的BTA 深(shēn)孔鑽及槍鑽(zuàn)的特點。BTA 深孔鑽雖有很(hěn)高的加工精(jīng)度,但鑽頭費(fèi)用、改造(zào)成本較高, 並且隻(zhī)能加工φ15.6mm 以上的深孔。而槍鑽則有較(jiào)大的加工孔徑範圍, 從φ0.98mm 到φ40.5mm,鑽孔深度可達直徑的100 倍以上,且(qiě)有較高的表麵質量、尺寸及形位精度。我公司需要打深孔的活塞杆或活柱深孔直徑有φ8、φ10、φ20、φ25.4mm 等, 所以槍(qiāng)鑽完全能滿足活塞杆打深孔的需要。


      考(kǎo)慮到改造成本及(jí)活塞杆深孔直線度要求不是太高,采用刀(dāo)具旋轉(zhuǎn)的結構。將普通臥式(shì)車床改造為深孔(kǒng)鑽床需(xū)要以下設備:普通臥(wò)式車床,托座,旋轉夾具,變徑(jìng)套,托架(jià),槍鑽,高壓霧化冷卻(què)係統。


      2、 普通臥式車(chē)床選型及改造


      我公司活塞杆常用的(de)材質為27SiMn 和40Cr,調製硬度為(wéi)HB240-280。綜合山特維克可樂滿428.9 槍鑽推薦的(de)切削參數及外協單位加工深孔時選用的切削參數(shù), 要改造的臥式車床應滿足:床身長度不小於2000mm,進給量fn 大於等於0.1mm/r,最高轉速n 不小於1000r/min。根據車床選(xuǎn)定條件及公司現有車床選定要改造的臥式車床型號(hào)為CW6163B。

 

         
  
                          圖1 山特維克可樂滿428.9 槍鑽推薦的切削參數
   

                  表1 外協單位加工深孔時采用的切(qiē)削參數

         

 

       CW6163B車(chē)床改造時(shí)應拆除(chú)中心架、尾座和縱向溜板。


       3 、 托座


      托座主要作用是:①引導槍鑽;②將排出的(de)鐵屑及冷卻水霧排到車床下麵的鐵屑箱裏, 以免傷人; ③夾緊工件,並帶動工件完成進給運動。


      與托板連(lián)接(jiē)的各件全部由螺釘及圓錐(zhuī)銷連接, 以保證重(chóng)新安裝各件後仍保持原有位(wèi)置。集屑箱上的導向孔為(wéi)保證與槍鑽和主軸的同軸度(dù), 應在托板各件安裝完成後在車床上自鏜。

         

                                               圖2 托座

         1.集屑箱;2.減震套;3.密封圈;4.O 型密封圈;5.鑽套(tào);6.V 鐵;7.托板;8.活塞杆;9.距離套;10.壓板;11.螺母;12.螺柱;13.墊塊;14.導軌座;15.溜板箱

  

        4 、旋轉夾具
 

      

                           圖3 旋轉夾具
 


      旋轉夾具用於將軸扭矩傳遞給槍鑽, 同(tóng)時將冷卻水霧導(dǎo)入槍(qiāng)鑽。


      5 、變徑套

      

                           圖4 變徑套


      變徑套用於(yú)連接主軸(zhóu)和旋轉夾(jiá)具,並傳遞扭矩。


     6 、托架


     托架放在集屑箱前部, 用(yòng)於減小槍鑽(zuàn)進(jìn)入托座減震套之前產生的(de)震(zhèn)動。為提高槍鑽與(yǔ)主軸的(de)同軸度,應在托架各件安裝之前在(zài)車床上自鏜內孔,然後(hòu)再裝入軸承套(tào)、軸(zhóu)承及減震套。為增加減震效(xiào)果,可以根(gēn)據槍鑽長度增加托架數量。

 

       
  
                                 圖5 托架

     1.螺釘;2.軸承套;3.擋圈;4.軸(zhóu)承;5.減震套(tào);6.托架


      7 、槍鑽


     根據山特維克可樂滿的深孔鑽樣本, 選(xuǎn)擇428.9-20000-1800-036 整體硬質合金鑽(zuàn)頭,036 號驅動器(qì)。


      8、 高(gāo)壓(yā)霧(wù)化冷卻係統(tǒng)


     高壓霧化冷卻係統是一種冷卻刀具的比較特殊的裝置。加工過程中可以根據鑽(zuàn)削尺寸的不同,調整冷卻液壓力與流量, 冷卻液和高壓空氣在氣液混合閥(fá)內呈霧化狀態。霧(wù)化的冷卻(què)液通過旋轉夾具和槍鑽上的冷卻(què)液(yè)孔,被(bèi)強製輸送至切削區域,以達到冷(lěng)卻(què)切(qiē)削刃、潤滑導向部位的效果, 並將切屑強製帶出工作區域 。


      這一(yī)係統跟傳統的冷卻係(xì)統有較大區(qū)別: 通常的冷(lěng)卻係統(tǒng)采(cǎi)用的冷卻液是切屑專用油、水或乳化液。機(jī)床采用這種冷卻方式需要有(yǒu)專用的冷卻液回收裝置, 並且機床必須有比較良好的密封性能, 否則會造成嚴重浪費, 導致加(jiā)工成本過高並汙染環(huán)境。而這(zhè)種高壓霧化冷卻係統的冷卻介質主要是壓縮氣(qì)體, 消(xiāo)耗的冷卻液非(fēi)常少。冷卻液在加工時會跟壓縮氣體充分混(hún)合(hé),最大限度地保護刀具,而(ér)且排出的冷卻液不必回收,對機床(chuáng)的密封性(xìng)沒有太(tài)高的要求。

  

     


                   圖6 高壓霧化(huà)冷卻係統
 

       9 、槍鑽的重磨


      槍鑽使用一段(duàn)時間後,刃部會磨損,進而造成加工麵質量下降,直線度(dù)降低,生產效率降低,機床負載加大,嚴重時會導致工件或設(shè)備損毀。所以,槍鑽必須定時重磨。活塞杆加工深孔時,一般在每次重磨後,連(lián)續加工(gōng)20 米左右時(shí)進行重磨 。

  

      


                                               圖(tú)7 槍鑽重(chóng)磨時切削刃幾何參數


      10 、結語


      深孔鑽削在油缸加工過程中是一道必不可(kě)少的(de)工序(xù)。槍鑽加工深孔因具有很高的加工效率、較高的表麵質量、較高的(de)尺寸精度及(jí)直線度,在煤炭機(jī)械行業和其他(tā)行業迅速發展。


      將其他機床改造成深孔鑽(zuàn)床用於生產具有加工質量較高,改造成本較低的優點,逐漸受到(dào)很多企業的(de)青睞,也有力推動了深孔鑽削技術在我國各領域的發(fā)展。

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