摘要: 總結出了利用車床進行深孔鏜（táng）削時，機床結（jié）構設計的各個要點，通過利用傳統加工方法和前期試驗（yàn）進行分析論證，提出了一種長套管類工件深孔鏜削的解決方案，也是一次大膽嚐試，該方案既能滿足車削（xuē）的（de）要求，又能彌補傳統鏜（táng）削（xuē）的不足。

     關鍵（jiàn）詞: 數（shù）控車床; 深孔鏜削; 臥式刀架; 鏜刀座

     目前（qián），利用數控車床臥式刀架鏜削常規長度內孔已不（bú）再是什麽難題，但往往會有一些長套管類工件的內孔加工，利用這種結構加工就無法實（shí）現了。常規工藝大都采用擴孔和（hé）鏜孔，因工件固定而刀具運動，排屑和散熱，尤其當工件要求粗、精工序在一序（xù）完成，或加工一定直徑範（fàn）圍內的孔，常（cháng）規工藝需要不同規格的鏜刀，刀具數量多、換刀時間長、對刀次數（shù）多、輔助（zhù）時間長、效（xiào）率低，加工既有車削（xuē）又有鏜削要求的回轉類工件時，這種傳統加（jiā）工方式更（gèng）顯劣勢，若要提高效率，需定製（zhì）專用設（shè）備，投（tóu）資大、柔性差、生產準備（bèi）時間長，產（chǎn）品更新時間長，財力物力浪費大。

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

     1 、前期分析與試驗

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     以臥式車床配（pèi）置（zhì）8 工位臥（wò）式刀架（jià）為例進行案例（lì）解析，根據長期（qī）加工的設計和加工經驗得知，常規刀杆的最大鏜削深度與刀杆直徑有（yǒu）個比例關係叫做（zuò）長徑（jìng）比，即最（zuì）大（dà）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（táng）削的最大（dà）深度就是180 mm，大於這個值在鏜（táng）削時就（jiù）會多（duō）多少少產生振刀，這（zhè）個值越大振刀越（yuè）嚴重。考慮到（dào）常規刀杆的（de）剛性問題，現選用山（shān）特（tè）維克1: 7 的抗振（zhèn）刀杆，刀杆直徑60 mm，可鏜（táng）削420 mm 的（de）深孔，鏜孔直徑90 mm，主軸轉速恒（héng）定。切削試驗參數見表1。

                                     表1 切削試驗參（cān）數表

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

       2 、結構改進分析

      經過（guò）反複試（shì）驗發現，鏜削的深度不單單和刀杆的剛性有（yǒu）關，和（hé）切削相關的各種連接件都（dōu）有或多或（huò）少的關係。所以我們從（cóng）以下幾個方麵考慮: ( 1) 卡盤與工件之間的夾持剛性，鏜削內孔時尾（wěi）座無法使用，所以要盡量增強卡盤的夾持剛性，如增大受（shòu）力（lì）麵積，接觸長度; ( 2) 回轉刀架與滑板的聯接剛性，如（rú）果它們之間的剛（gāng）性不夠，再好的刀杆也（yě）無計可施; ( 3) 回轉刀架上刀盤的鎖緊剛性，刀盤（pán）有較高的鎖緊剛性，我們就可以忽略這個環節，可看成刀盤和刀架本體為一個整體; ( 4)鏜刀座和刀盤之間的聯接剛性，在滿足刀具工位數要求的情況下，盡量選擇工位少、刀盤對邊大、刀盤厚度盡量厚的刀盤，因為這樣可以增大鏜刀座與刀盤（pán）的接觸麵積從而增加剛性; ( 5) 鏜刀座與刀杆之間的（de）夾持剛（gāng）性，鏜刀座與刀杆（gǎn）的傳統夾緊方式（shì）是用刀座兩側（cè）螺（luó）釘頂（dǐng）刀杆（gǎn）外圓（yuán）的扁麵（miàn），如圖2 所示，這種方（fāng）式的剛（gāng）性顯然不是最好的; ( 6) 刀杆自身的剛性，刀（dāo）杆自身的剛（gāng）性（xìng）是最重要的，傳統刀杆的處理方式無外乎這麽幾項: 低碳合金鋼滲碳淬火、整體淬火、加入液壓油或做成錐形的等強度杆等，但要想鏜削長徑比達到1∶ 5 乃至1∶ 13 的話，傳統方法就顯得力不從心了。目前（qián）製作抗振刀杆較好的有德國和以色列的幾家刀具商。

     3、 應用實例

     筆者單位承接中船重工集團某廠液（yè）壓懸浮（fú）管的加工設備製造，該工件（jiàn）需（xū）要加工（gōng）兩端內、外螺紋，通長鏜削內孔，工件外形如圖3 所示，內孔（kǒng）形狀很不規則，直徑不斷變化，無（wú）法（fǎ）使用鏜（táng）床設備加工，車床鏜削無（wú）疑是最好的加工方法（fǎ）。通過數控程序控製走刀輪廓，和前期的深（shēn）孔（kǒng）鏜削結（jié）構（gòu）分析和試驗，本次數控車床設（shè）計著重從以上6 點考慮，力保深孔鏜削能一次成功。

      從（cóng）用戶加工的要求來看，我們推薦（jiàn）一種（zhǒng）多功能複（fù）合機床，既有（yǒu）數控車床自身的車削功能，又有深孔鏜削功能（néng）。用戶要求刀杆直（zhí）徑90 mm，最大鏜深700 mm。

      具體（tǐ）實施方案如下（xià）:

      ( 1) 根據理論計算和類比方法，保證機床主軸電動機功率足夠，卡盤與工件之間的夾持剛（gāng）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（xíng），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 所示。

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

      ( 3) 鏜刀座設計成割逢環抱的形式，且長度為（wéi）270mm，即夾持長度為刀杆直徑（jìng）的（de）3 倍（bèi），保持較高的夾持剛性，如圖5 所示。

     ( 4) 在保證刀架回轉慣量和速度不受太大影響的情況下，加大刀盤厚度值（zhí）200mm，與刀座之間的把（bǎ）合（hé）螺釘由4 個M10 改為8 個M16，如圖6 所示。

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

     ( 6) 刀杆選用山特維克1: 10 的抗振刀杆，刀杆直徑90 mm。

     經過機床車削試驗、深孔鏜削試驗，驗證了（le）以上方法的正確性（xìng），切削效果非常好，最大鏜（táng）深850 mm，ap =2． 5 mm，f = 0． 4 r /min，機床切削正常，工件切削表麵無振紋。機床多功能鏜削（xuē）刀架如圖7 所示。

      4、結語
 
 
    本文通過利用傳統（tǒng）加工方法和前期試驗進行分析（xī）論（lùn）證，提出了一種長套（tào）管類工件深孔鏜削的解決方案，也是一次大（dà）膽嚐試，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（néng）複合型的特點。總結出了利用（yòng）車床（chuáng）進行深孔鏜削時，機床結構設計的各個要（yào）點。目前該機床已（yǐ）終驗收完畢並交付用戶使用，得到了（le）用戶的（de）一致認可。