摘（zhāi）要: 總結出了利用車床進行深孔鏜削時，機床結構設計的各個要點，通過利用傳（chuán）統加工方法和前期試驗進行分析（xī）論（lùn）證，提出了一種長套管類（lèi）工件深（shēn）孔鏜削的解決方案，也是一次大膽嚐試，該方案既能滿足（zú）車削的（de）要求，又能（néng）彌補傳統鏜削的不足。

     關鍵詞: 數控車床; 深孔（kǒng）鏜削; 臥式刀架; 鏜刀座

     目前（qián），利用（yòng）數控車床臥式刀架鏜削常規長度內孔已不再是什（shí）麽難題，但往往會有（yǒu）一些長套（tào）管類工（gōng）件的內孔加工，利用（yòng）這種結構加工就無法實（shí）現了。常規工藝大（dà）都（dōu）采（cǎi）用擴孔和鏜孔，因工件固（gù）定而刀具運動，排屑（xiè）和散（sàn）熱，尤其當工件要求粗、精工序在一（yī）序完成，或加工一（yī）定直徑範圍內的孔，常規工藝需要不同規格的鏜刀，刀具數（shù）量多、換刀時間長、對刀次數多、輔助時間長、效率低，加工既有車削又有（yǒu）鏜削要求的回轉類（lèi）工件時，這種（zhǒng）傳統（tǒng）加（jiā）工方式更顯劣勢，若要提高（gāo）效率，需定製專用（yòng）設備，投（tóu）資大、柔性差、生產準備時間長，產品更新時間長，財力物（wù）力浪費大。

  
     根據以上問題我們對數控車床結構進行了優化升級，加工長套管類工件（jiàn），不（bú）需多次裝卸工（gōng）件，更換刀具、輔具，能夠一次裝夾完成車削、深孔鏜削的加工。操作省時、省力、換刀速度快，工件旋轉，排屑方便，易散切（qiē）削熱，柔性大，產品更新方便。適用於液壓、印（yìn）刷、石油、工程（chéng）機械等行業長套（tào）管類零件（jiàn）的（de）加工。

     1 、前期分析與試驗

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     以臥式（shì）車床配（pèi）置8 工位（wèi）臥式刀架為例進行案例解析，根據長（zhǎng）期加（jiā）工（gōng）的設（shè）計和（hé）加工經驗得知（zhī），常規刀（dāo）杆的最大鏜削深度與刀杆直徑有個比例關係叫做長（zhǎng）徑比，即（jí）最大鏜削（xuē）深度（dù）是（shì）刀杆直徑的3 倍，如圖1 所示。比如用（yòng）60 mm 的刀杆鏜削的最大深度就是180 mm，大於這（zhè）個值在鏜削時就會多多少少產生振（zhèn）刀，這（zhè）個值越大振刀越嚴重。考慮到常規刀杆的剛性問題，現選用山特維克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，主軸轉（zhuǎn）速恒定。切削試驗參數見表1。

                                     表1 切削試驗參數表

      從表1 數據中可以看出，當刀（dāo）杆懸伸長度≥330mm 鏜削（xuē）就無法滿足加工要求了，故（gù）使用該抗振刀杆鏜削的最大深度為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，和切削相關的各種連接件都（dōu）有或（huò）多或少的關係。所以我們從以下幾個方麵考慮: ( 1) 卡盤與工件之間的夾持剛性，鏜削內孔時尾座無法使用，所以要盡量（liàng）增強卡盤的夾持剛性，如增大受（shòu）力麵積，接觸長度（dù）; ( 2) 回（huí）轉刀架（jià）與滑板的聯接剛（gāng）性，如果它們之間的（de）剛性不夠，再好的刀杆也無計可施; ( 3) 回轉刀架上刀盤的鎖緊剛性，刀盤有較高的鎖緊（jǐn）剛性，我們就（jiù）可以忽略這個環（huán）節，可看成刀盤和刀架本體為一（yī）個整體; ( 4)鏜刀座和刀盤之（zhī）間的聯（lián）接剛性，在滿足刀具工位數要求的情（qíng）況下，盡量選擇工位少、刀（dāo）盤（pán）對邊大（dà）、刀盤厚度盡量厚的刀盤，因為這樣可（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（yǔ）刀杆的傳統夾緊方式是用刀座兩側螺釘頂刀杆外圓的扁麵，如圖2 所示，這種方式的剛性顯然不是最好（hǎo）的; ( 6) 刀杆自身的剛性，刀杆自身的剛性（xìng）是最重要的，傳統刀杆的處理方式無外乎這麽（me）幾項: 低碳合金鋼滲碳淬火、整（zhěng）體淬火、加入（rù）液壓油或做成錐形的等強度杆等，但要想鏜削長徑比達到（dào）1∶ 5 乃至1∶ 13 的話，傳統方法就顯得（dé）力不從心了。目前製作（zuò）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壓懸浮管的加（jiā）工設備製造，該工件需要加工兩端（duān）內、外螺紋，通長（zhǎng）鏜削內（nèi）孔，工件外形如圖3 所示，內孔（kǒng）形狀（zhuàng）很不（bú）規則，直徑不斷變化（huà），無法使用鏜床設備加工，車床鏜削無疑是最好的加工方法。通過數（shù）控程序控製走刀（dāo）輪廓，和前期的深孔鏜削結構分析和試驗，本次數控車床設計著重從以上6 點考慮，力保深孔鏜削能一次成功（gōng）。

      從用戶加工的要求（qiú）來看，我們推薦一（yī）種多功能複（fù）合機床，既有數控車床自身的車削（xuē）功（gōng）能，又有深（shēn）孔鏜削功能（néng）。用戶要求刀杆直徑90 mm，最（zuì）大鏜深700 mm。

      具體實施方案（àn）如下:

      ( 1) 根據理論（lùn）計（jì）算和類比方法，保證機床主軸電動（dòng）機功率足夠，卡盤與工件之間的夾持剛性要強化（huà），卡（kǎ）爪（zhǎo）夾持（chí）長度200 mm，爪型設計成與工件直（zhí）徑（jìng）相符的圓弧形，且卡爪為倒（dǎo）喇叭口型，保（bǎo）證卡（kǎ）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（táng）刀座設計成割逢環（huán）抱的形式，且長度為270mm，即夾持長度為刀杆直徑的3 倍，保持較高的（de）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（dù）值（zhí）200mm，與刀座（zuò）之間的把合螺釘由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（de）鼠齒定位盤加大，增大刀盤的鎖緊剛（gāng）性（xìng）。

     ( 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（xuē）試驗，驗證了以上方法的正確性，切（qiē）削效（xiào）果非常好，最大（dà）鏜深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（duō）功能鏜削刀架（jià）如圖（tú）7 所示。

      4、結語
 
 
    本文通過利（lì）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鏜削的解（jiě）決方案，也是一次大膽嚐試，該方案既能滿足（zú）車削的要求（qiú），又能彌補傳統（tǒng）鏜削的不足，具有多功能複合型的特點。總結出了利用車床進行深（shēn）孔（kǒng）鏜削時，機床結構設計的各（gè）個要點。目前（qián）該機床已終驗（yàn）收完畢並交付用戶使用（yòng），得到（dào）了用戶的（de）一致認可。