摘要: 總結出了利用（yòng）車床進行（háng）深孔鏜削時，機床（chuáng）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進行分析論證，提出了一種長套管類工件（jiàn）深孔鏜（táng）削（xuē）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（yòu）能彌（mí）補傳統鏜削的不足。

     關鍵（jiàn）詞: 數控車床; 深孔鏜削; 臥式刀架; 鏜（táng）刀座

     目前，利用數控車床臥（wò）式刀架鏜削常規長（zhǎng）度（dù）內孔（kǒng）已不再是什麽難題，但往往會有一些長套管類工件的內孔加工，利用（yòng）這（zhè）種結構加工就無（wú）法實（shí）現了。常規工藝大都采用擴孔和鏜孔，因（yīn）工件固定而刀具運動，排屑和散熱，尤其當工件要（yào）求粗（cū）、精工序在一（yī）序完成，或加工一定直（zhí）徑範圍內的孔，常規工藝需要（yào）不同規格的鏜刀，刀具數（shù）量多、換刀時間長（zhǎng）、對刀次數多、輔助時間長、效（xiào）率低，加工既有（yǒu）車（chē）削又有鏜削要（yào）求的回轉類工件時，這種傳統加（jiā）工方式更（gèng）顯（xiǎn）劣勢，若要提高效率，需定製專用設（shè）備，投資大、柔性差、生產準備時間長，產品更新時間長，財力物力浪費大。

  
     根據以上問題我（wǒ）們對數（shù）控車床（chuáng）結構進行了（le）優（yōu）化升級，加工長套管類工件（jiàn），不需多次裝卸工件，更換刀具（jù）、輔（fǔ）具，能（néng）夠一次裝夾完成車（chē）削、深孔鏜削的加工。操作省時、省力、換刀（dāo）速度快，工件旋轉，排屑方便，易散（sàn）切削熱，柔性大，產品更新方便。適用於液壓、印（yìn）刷、石油、工程機械等行業長套（tào）管類零件的加工。

     1 、前（qián）期分析與試驗

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     以臥式車床（chuáng）配置8 工位臥式刀架為例進行案例解析（xī），根據長期加工的（de）設計和加工經驗得知，常規刀杆的最大鏜削深度與（yǔ）刀杆直徑有個比例（lì）關係叫做長徑比，即最大鏜削深度（dù）是刀杆直徑的（de）3 倍，如圖1 所示。比如（rú）用（yòng）60 mm 的刀杆鏜削的最大深度就是180 mm，大於（yú）這個值在鏜削時就會多多少少產生（shēng）振刀，這個值越大振刀越嚴重。考慮到常規刀杆的（de）剛性問題，現選用（yòng）山（shān）特維克1: 7 的抗振刀杆，刀杆直徑60 mm，可（kě）鏜削420 mm 的（de）深孔，鏜孔直徑90 mm，主軸轉速恒定。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（kàn）出，當刀杆懸伸長（zhǎng）度≥330mm 鏜削就無法滿足加工（gōng）要求（qiú）了，故（gù）使用該抗振刀（dāo）杆鏜削的最大深度為300 mm。

       2 、結構改進分析

      經（jīng）過反複試驗發現，鏜削的深度（dù）不單單和刀杆的剛性有關，和切削相關的各種連接（jiē）件都有或多或少的關係。所以我們從以下（xià）幾個方麵考慮: ( 1) 卡盤與工件之（zhī）間的夾（jiá）持（chí）剛性，鏜削內孔（kǒng）時尾（wěi）座無法使用，所以要盡量（liàng）增強卡盤的夾（jiá）持剛性，如增大受（shòu）力麵積，接觸長度; ( 2) 回轉刀（dāo）架與滑板的聯（lián）接（jiē）剛性，如果它（tā）們之間的剛性不夠，再好的刀杆也無計可施; ( 3) 回轉刀架上刀盤的（de）鎖緊剛性，刀盤有（yǒu）較高的鎖緊剛性，我們就可（kě）以忽略這個環節（jiē），可看成刀盤和刀（dāo）架本體為一個整體; ( 4)鏜刀座和刀盤之（zhī）間（jiān）的（de）聯接剛性，在滿足刀（dāo）具工位數要求的情況下，盡（jìn）量（liàng）選擇工位少、刀盤對邊大、刀盤厚度盡量厚（hòu）的刀盤，因為這（zhè）樣可以增大鏜刀座與刀盤的接觸麵積從而增加剛性; ( 5) 鏜刀（dāo）座（zuò）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（yòng）刀（dāo）座（zuò）兩側螺釘頂刀杆外圓的扁麵，如圖2 所示（shì），這種方式的剛性（xìng）顯（xiǎn）然不是最好的; ( 6) 刀（dāo）杆自身的剛性，刀杆自身（shēn）的剛（gāng）性是最重要的，傳統刀杆的處理（lǐ）方式無外乎這麽（me）幾項: 低碳合金鋼滲碳淬火、整體淬火、加入（rù）液壓油或做成錐形的等強（qiáng）度杆等，但要想鏜削長徑比達（dá）到1∶ 5 乃至1∶ 13 的話，傳統方法就顯得力不從心（xīn）了。目前製作抗振刀杆較好的有德國（guó）和以色列的幾家刀具商。

     3、 應（yīng）用（yòng）實例

     筆者單位承接中船重工集團某廠液壓（yā）懸浮管的加工設備製造，該工件需要加工兩端內、外螺紋，通長鏜削內孔，工件（jiàn）外形如圖（tú）3 所示，內孔形狀很不規則，直徑不斷變化，無法使用鏜床設（shè）備加工，車床鏜削無疑是（shì）最好的加工方法。通過數控程序控製走刀輪廓，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（cóng）以上6 點考慮，力保深孔鏜削（xuē）能一次（cì）成功。

      從用戶加工的要求（qiú）來看（kàn），我們推薦一種（zhǒng）多（duō）功能複合機床，既有數控車床自身（shēn）的車削（xuē）功能，又有深孔鏜削功能。用戶要求刀杆直徑90 mm，最大鏜深700 mm。

      具體實施方案如下:

      ( 1) 根據理論（lùn）計算和類比方法，保證機床主軸電動機功率足（zú）夠，卡盤與工件之間的（de）夾持剛性（xìng）要強化，卡爪（zhǎo）夾持長度200 mm，爪型設計成與工件（jiàn）直徑（jìng）相符（fú）的圓弧形，且卡爪為倒喇叭口型，保證卡（kǎ）爪夾持後全長度接觸，如圖4 所示。

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

      ( 3) 鏜刀座（zuò）設計成割逢環抱的形式，且（qiě）長度為270mm，即夾持長度為刀杆（gǎn）直徑的3 倍，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（tài）大影響的情況下，加大刀盤厚度值200mm，與刀座之（zhī）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（běn）體聯接的鼠齒定位盤加大，增大刀盤的鎖緊剛性。

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

     經過機床車削試驗、深孔鏜削試驗，驗證（zhèng）了以（yǐ）上（shàng）方法（fǎ）的（de）正確性，切削效果非常好，最大鏜深850 mm，ap =2． 5 mm，f = 0． 4 r /min，機床（chuáng）切削正常，工（gōng）件切（qiē）削表麵無振紋。機床多功能鏜削刀架如圖7 所示。

      4、結語
 
 
    本文通過利用傳統加工方法和前期試驗進行分析論證，提出了一種長套管（guǎn）類工件（jiàn）深孔鏜削的（de）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（bǔ）傳統鏜削的不足，具有（yǒu）多功能複合型的特點。總結出了利用車床進行深孔鏜削時（shí），機床結構設計的各個要點。目前該機床已終驗收完畢並交付用戶使用，得到（dào）了用戶的一致認可。