摘要: 總（zǒng）結出了利用車（chē）床進行深孔鏜削時，機床結構設計的各個要點，通過利用傳統加工方法和前期試驗進（jìn）行分析論證，提出了一種長套管類工件深孔（kǒng）鏜削的解決方案，也是一次（cì）大膽嚐試（shì），該方案既能滿足車削的要求，又能彌（mí）補傳統鏜削（xuē）的不足。

     關鍵詞: 數控車床（chuáng）; 深孔鏜（táng）削（xuē）; 臥式（shì）刀架; 鏜刀座（zuò）

     目前，利用數控車床（chuáng）臥式刀架鏜削（xuē）常規（guī）長度內孔已不再是什麽難題，但往往會有一些長套管類工件的（de）內孔加工，利用這種結構加工就無法（fǎ）實現了。常規工藝大都采（cǎi）用擴孔和鏜孔，因工件固定而刀具（jù）運動，排屑和散熱，尤其當工件要求粗、精工序在一（yī）序完成，或加工一定直徑範圍內的孔，常規工藝需要不同規格的鏜刀（dāo），刀具數量多（duō）、換刀時間長、對刀次數多、輔助時（shí）間長、效率低，加工既有車削又有鏜削（xuē）要求的回轉類工（gōng）件時，這種傳統加工方式更顯劣勢，若要提高效率，需定製專用設備，投資大、柔性差、生產準備時間長，產品（pǐn）更（gèng）新時間長，財力物力（lì）浪費大。

  
     根據以上問題我們對數控車床結構進行了優（yōu）化升級，加（jiā）工（gōng）長套管類工件，不需多次裝卸工（gōng）件，更換刀具、輔具（jù），能夠一次裝夾完成車削（xuē）、深孔鏜削的加工。操作省時、省力、換刀速度快，工件旋轉，排（pái）屑方便，易散切削熱，柔性大，產品更新方便。適用於液壓、印刷（shuā）、石油、工程機械等行業長套管類零件的加（jiā）工。

     1 、前期分析（xī）與試驗

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     以臥式車床配置8 工位臥式刀架為例進行案例解析，根據長期（qī）加工的設計和加工經驗得知，常規刀杆的最大（dà）鏜削深（shēn）度與刀杆直徑有個比例關係（xì）叫（jiào）做長徑比，即最大鏜削深度是刀杆直徑的3 倍，如圖1 所示。比如用60 mm 的刀杆鏜削的最大深度就是180 mm，大於這個值在（zài）鏜（táng）削時就會（huì）多多少少產（chǎn）生振刀，這個值越大振刀越嚴重。考慮到常規（guī）刀杆的剛性問題，現選用山特維克（kè）1: 7 的抗振刀杆，刀杆直徑60 mm，可鏜削420 mm 的深（shēn）孔，鏜孔直徑90 mm，主（zhǔ）軸轉（zhuǎn）速恒定。切削試驗參數見表1。

                                     表1 切削試（shì）驗參數表

      從表1 數據中可以看出，當刀杆懸伸長度≥330mm 鏜削就無法滿足加工要求了，故（gù）使用該抗振（zhèn）刀杆鏜削的最（zuì）大深度為300 mm。

       2 、結構改進分析

      經過反複試驗發現，鏜削的深度不單單和刀杆的剛性有關，和切削相（xiàng）關的（de）各種連接件都有或多或少（shǎo）的關係。所以我們從以下幾個方麵（miàn）考慮（lǜ）: ( 1) 卡盤（pán）與工件之間（jiān）的夾持剛性，鏜（táng）削內孔時尾座無法使用，所以要盡量增強卡盤的夾持剛（gāng）性，如增大受力麵積，接觸長度; ( 2) 回轉刀（dāo）架與（yǔ）滑（huá）板的聯接剛性，如果它們之間的剛性不夠，再好的刀杆也無計可施; ( 3) 回轉刀（dāo）架上刀盤的鎖緊剛性，刀盤有較（jiào）高的鎖緊剛性，我（wǒ）們就可以忽略這個環節，可看成刀盤和刀架本體為（wéi）一個（gè）整體; ( 4)鏜刀座和刀盤之（zhī）間的聯接剛性，在滿足刀具工位數要求的情況（kuàng）下，盡量（liàng）選（xuǎn）擇工位少、刀（dāo）盤（pán）對邊大、刀盤厚度盡量厚的刀盤，因（yīn）為這（zhè）樣可（kě）以增大鏜刀座與刀盤的接觸麵積從而增加剛性; ( 5) 鏜刀座與刀杆之間的夾持剛性，鏜刀座與刀杆的傳（chuán）統夾緊方式（shì）是用刀座兩側螺釘頂刀杆外圓的扁麵，如圖2 所示，這種方式的（de）剛（gāng）性顯然不是最好的; ( 6) 刀杆自身（shēn）的剛性，刀杆自身的剛性是最重要的，傳統刀杆的處理方式無外（wài）乎這麽幾項: 低碳合金鋼滲碳淬火、整體淬火、加入液壓油或做成錐形（xíng）的等強度杆等，但要想鏜削（xuē）長徑比達（dá）到1∶ 5 乃至1∶ 13 的話，傳統方法就（jiù）顯得力不從心了。目前製作抗振刀（dāo）杆較好的有德國（guó）和以色列的幾（jǐ）家（jiā）刀具商。

     3、 應用實例

     筆者單位承接（jiē）中（zhōng）船重（chóng）工集團某廠液（yè）壓懸浮管的加工設備製造（zào），該工件需要（yào）加工兩端內、外螺（luó）紋，通長鏜（táng）削內孔，工件（jiàn）外形如圖3 所示，內孔（kǒng）形狀很不規則，直徑不斷（duàn）變化，無法使（shǐ）用鏜床設備加工，車床鏜削無疑是最好的加工方法。通過數控程（chéng）序控製走刀輪廓，和前期的深孔鏜削（xuē）結構分析和試驗，本次（cì）數控車床設計著重（chóng）從以（yǐ）上6 點考（kǎo）慮，力保深孔（kǒng）鏜削能一次成功。

      從用戶加工的要求來看，我們推薦一種多功能複合機床，既有數（shù）控車床自身的車削（xuē）功能，又有深孔鏜削功能。用戶要求刀杆直徑（jìng）90 mm，最大鏜深700 mm。

      具（jù）體實施方案如下:

      ( 1) 根據理論計（jì）算和（hé）類比方（fāng）法，保證（zhèng）機床主軸電動機（jī）功率足（zú）夠，卡盤與工件之間（jiān）的夾持（chí）剛性要強化，卡爪夾持長度200 mm，爪型設計成與工件直徑相符的圓弧形，且卡爪為倒喇叭口型，保證（zhèng）卡爪夾持後全長度接觸，如圖4 所（suǒ）示（shì）。

      ( 2) 回轉刀架本體加長、把合（hé）螺釘個數由8 個改為（wéi）10 個，增大刀（dāo）架與滑板的接觸麵積。

      ( 3) 鏜刀座設計成割逢環抱的形式，且長度（dù）為270mm，即夾持長度為刀杆直（zhí）徑的3 倍，保持較高的夾（jiá）持剛性，如圖5 所示。

     ( 4) 在（zài）保證刀架回（huí）轉慣量和速度不（bú）受太（tài）大（dà）影響的情況下，加大刀盤厚度值200mm，與刀座之間的把合螺釘由4 個M10 改為8 個M16，如（rú）圖（tú）6 所示。

     ( 5) 將刀盤（pán）與刀架（jià）本體聯接的鼠齒定（dìng）位盤加大，增大（dà）刀盤的鎖（suǒ）緊剛性。

     ( 6) 刀杆選用山（shān）特維（wéi）克1: 10 的抗振刀杆（gǎn），刀杆（gǎn）直徑90 mm。

     經過機床車削試驗、深孔鏜削試驗，驗證了以上方法的正確（què）性，切（qiē）削效果非常好（hǎo），最大鏜深850 mm，ap =2． 5 mm，f = 0． 4 r /min，機床切削正常，工件切削（xuē）表麵無振紋。機床多（duō）功能鏜削刀架（jià）如（rú）圖7 所示。

      4、結語
 
 
    本文通過利用傳統加工方法和前期（qī）試驗進行分析論證（zhèng），提出了一種長套管類工件（jiàn）深孔鏜削的解決方（fāng）案，也是一（yī）次大膽嚐（cháng）試，該方案既能滿足車削的要求，又能彌補傳統鏜削的不足，具有多功能複合型的特點。總結出了利（lì）用車床進行深（shēn）孔（kǒng）鏜削（xuē）時，機床結構設計的各個要點。目前（qián）該機床已終（zhōng）驗收完畢並交付用戶使用，得到了用戶的一（yī）致認可（kě）。