第2期(總第83期)機(jī)械管理開發(fā)2005年4月MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENApr.2005深孔鉆床的改造程峰關(guān)世璽吳伏家(中北大學(xué)車輛與動(dòng)力工程系山西太原030051)【摘要】應(yīng)用可重構(gòu)設(shè)計(jì)理論和先進(jìn)的“DF”負(fù)壓抽屑機(jī)理,對(duì)傳統(tǒng)的深孔鉆床進(jìn)行了功能模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)控改造。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了深孔刀具的系列化設(shè)計(jì),極大地提高了深孔鉆床的加工質(zhì)量和應(yīng)用范圍?！娟P(guān)鍵詞】深孔鉆床深孔刀具液壓系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)【中圖分類號(hào)】TG523【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1003-73x(2005)02-0013-02按照可重構(gòu)技術(shù)的方法和臥式深孔數(shù)控機(jī)床的特深孔加工是集深孔刀具、輔具和機(jī)床于一體的機(jī)點(diǎn),可將機(jī)床分成以下幾個(gè)功能模塊:床身(基座);主械加工工藝技術(shù)。其中刀具及排屑技術(shù)是深孔加工的軸(動(dòng)力頭);液壓系統(tǒng);傳動(dòng)系統(tǒng);數(shù)控系統(tǒng)和刀輔具關(guān)鍵。本文是在借鑒先進(jìn)的深孔加工技術(shù)-單管內(nèi)排等。各個(gè)模塊又可以繼續(xù)劃分功能模塊。例如,床身又屑和噴吸深孔加工技術(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)傳可分為以下模塊:床身基座模塊:框架-標(biāo)準(zhǔn)化型材統(tǒng)的深孔鉆床進(jìn)行了改造和研制,并實(shí)現(xiàn)了刀具和輔標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)件:絲杠和螺母;電力驅(qū)動(dòng)件:交流伺服電機(jī)具的專業(yè)化、系列化設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī);傳感器:反饋元件和限位開關(guān);標(biāo)準(zhǔn)接口部深孔鉆床改造的技術(shù)方案件:電機(jī)接口和刀輔具接口?？紤]到軍品深孔加工的特點(diǎn)和技術(shù)要求,應(yīng)用現(xiàn)2.1.2結(jié)構(gòu)可行性方案及可重構(gòu)性分析代微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)的“DF”抽屑技術(shù)根據(jù)深孔零件族中被加工工件的大小、復(fù)雜程度為軍工企業(yè)的技術(shù)改造推出一種單管內(nèi)排屑噴吸鉆和加工工藝進(jìn)行重構(gòu)。(1)被加工件尺寸大小變化時(shí)(SED)深孔加工機(jī)床,也稱雙軸數(shù)控深孔鉆床?？梢酝ㄟ^改變直線運(yùn)動(dòng)模塊來滿足要求,或者改變床設(shè)計(jì)方案如下:(1)采用可重構(gòu)設(shè)計(jì)理論,進(jìn)行功身的長(zhǎng)度來滿足要求。(2)被加工件幾何復(fù)雜度變化能模塊化設(shè)計(jì),應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接口,使機(jī)床具時(shí),例如由回轉(zhuǎn)體改變?yōu)榉腔剞D(zhuǎn)體可通過改變機(jī)床運(yùn)有一定的可重構(gòu)性,滿足系列化生產(chǎn)要求。(2)主軸采動(dòng)模式來適應(yīng),如將機(jī)床由原來的主軸旋轉(zhuǎn),刀具直線用大功率直流無級(jí)調(diào)速電機(jī),提高主軸轉(zhuǎn)速和生產(chǎn)率;進(jìn)給改為工件不動(dòng),刀具邊進(jìn)給邊旋轉(zhuǎn)。主要結(jié)構(gòu)改進(jìn)給電機(jī)也采用無級(jí)調(diào)速,以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)刀具提高切削變?cè)诘毒吆笱b置上,刀座卡盤和負(fù)壓抽屑器由固定不效率和加工質(zhì)量。(3)采用雙軸和雙套數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床動(dòng)式改為旋轉(zhuǎn)式。(3)被加工件加工工藝變化時(shí),可改柔性增加,提高了工效。(4)研制開發(fā)高效參數(shù)可調(diào)負(fù)變加工刀具和加工裝置。例如可選擇槍鉆、BTA鉆、噴壓抽屑器,有效的解決了堵屑問題降低了液壓系統(tǒng)的吸鉆、SIED鉆、槍鉸刀或鏜刀等及其配套的輔具。油路壓力,使液壓系統(tǒng)的密封簡(jiǎn)化。(5)孔加工專用刀、2.2臥式深孔鉆床關(guān)鍵機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輔具按鉆孔直徑尺寸范圍分段,形成系列化設(shè)計(jì);床身機(jī)床主要配置有:床身部分又包括床身基座、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化,按可加工長(zhǎng)度范圍進(jìn)行床身的加長(zhǎng)組合。傳動(dòng)件、接口部件等。采用剛性強(qiáng)、一體式的鑄件床身和2臥式深孔鉆床的技術(shù)改造高精度淬火導(dǎo)軌;采用精密抗振主軸;標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)件有高2.1臥式深孔鉆床結(jié)構(gòu)的功能模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)深孔鉆床時(shí),要對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能模塊的劃分。模塊的基本特征是具有標(biāo)準(zhǔn)的接口。模塊化設(shè)計(jì)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)建立在模塊的基礎(chǔ)上,因此縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期。模塊化設(shè)計(jì)也便于采用高效專用的工藝裝置,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。中國(guó)煤化工;5-負(fù)壓抽屑裝置模塊化的形成CNMH寒圖作者簡(jiǎn)介:程峰,男,1980年生,中北大學(xué)在讀研究生,工學(xué)學(xué)士。第2期(總第83期)機(jī)械管理開發(fā)2005年4月精度滾珠絲杠及絲杠軸承和螺母;附件部分按先進(jìn)的工。另外還參數(shù)化設(shè)計(jì)了粗鉸精鉸刀,加工后的內(nèi)孔DF系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。DF系統(tǒng)的示意圖見圖1,其關(guān)鍵部精度圓度和直線度在0.01mm以內(nèi),粗糙度低于件包括兩部分:前裝置和后裝置,其中前裝置有授油器Ra0.4μm。以上刀具已形成參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)。和刀具導(dǎo)向套,后裝置包括負(fù)壓抽屑器和刀具卡座。2.2.1后裝置與前裝置參數(shù)可調(diào)是指67影響負(fù)壓抽屑效果界平的參數(shù)可調(diào),即負(fù)壓間隙可調(diào)。這使圖4新型自導(dǎo)式鏜頭圖5各類刀具得負(fù)壓抽屑器使用23臥式深孔鉆床的數(shù)控系統(tǒng)范圍大,而且抽屑設(shè)計(jì)采用交流伺服數(shù)控系統(tǒng),即兩套西門子802C效果好,有效地解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),可以獨(dú)立或同時(shí)對(duì)機(jī)床的兩個(gè)主軸決了堵屑的問題,,螺母:5-調(diào)整螺母:6-蠣桿;7-負(fù)壓兩個(gè)伺服軸進(jìn)行控制。采用兩個(gè)主軸變頻電機(jī),可實(shí)見圖2,有扭矩過載器后軸;:8-后裝置體右;-負(fù)壓器前軸現(xiàn)無級(jí)變速,兩個(gè)抗振主軸,使主軸在高速負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)裝置和楔形卡圖2后裝置裝配圖轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。座,能保證嚴(yán)格的1234通過實(shí)驗(yàn)深孔鉆切削速度v≥50m/min,進(jìn)給速密封、足夠的卡緊度w≥50mm/min;孔徑誤差≤0.05mm,孔直線度≤0.1mm/m。精鏜后孔徑及圓度誤差≤0.02mm,R圖3是輸油器0.8μm,孔直線度≤0.02mm/m,刀具耐用度可達(dá)加前裝置二維裝配i工孔10m以上。銨刀加工后孔徑及圓度誤差≤001緊裝置。前裝置的1-前外錐頂套;2-前裝置體前中胸,3結(jié)的Am,孔直線度≤0.02mm/m圖。前裝置中包R,≤0括授油器及導(dǎo)向頂按照方案的要求完成深孔鉆床設(shè)計(jì),實(shí)踐中通過主要作用是利用其3-液壓缸端蓋;4-前軸承:5-前裝置機(jī)床零部件加工和組裝,達(dá)到了該研究課題的全部目體前大軸;6-前裝置體右;7-后軸承;前端的支承套與工8-軸擋圈;9-后端蓋:10頂緊;標(biāo)。本深孔鉆床的改造專用于不同口徑的炮管加工,件的外錐面緊密貼1-墊圈:12-墊塊;13-墊圈A旨在采用先進(jìn)的深孔加工技術(shù)來改善炮管的加工質(zhì)合形成密封,并導(dǎo)圖3前裝置裝配圖量。在實(shí)際使用中,機(jī)床操作更加簡(jiǎn)單方便,孔的加工入高壓冷卻液,強(qiáng)迫循環(huán)用于帶走大量的切屑和切削精度和效率明顯提高,解決了炮管制造過程中加工成熱,同時(shí)還具有正確導(dǎo)引刀具進(jìn)入工件,支撐刀桿,增本高,效率低的突出問題,進(jìn)一步提高了加工質(zhì)量,具加刀桿剛性,防止振動(dòng),以及頂正工件,確定刀具、工有較高的實(shí)用價(jià)值。件、主軸之間的正確位置參考文獻(xiàn)與臥式深孔鉆床機(jī)床配套使用的深孔刀具11趙宗譯,深孔鉆的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)間題。工具技術(shù),980(2)圖4為新型自導(dǎo)式鏜頭,其加工性能優(yōu)于浮動(dòng)鏜21仇啟源,現(xiàn)代金屬切削技術(shù),機(jī)械工業(yè)出版社,1923]JB3477-3493鉆床輔具.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版,1985刀。通過試生產(chǎn)表明,在正確設(shè)置導(dǎo)條和設(shè)計(jì)導(dǎo)套的4]王世情等.新型鉆頭的切削試驗(yàn).西安石油學(xué)院學(xué)報(bào).1987(1)前提下可獲得圓度0.02mm以內(nèi),直線度及壁厚差5汪志明,DF深孔鉆削技術(shù)及其負(fù)壓抽屑系統(tǒng),新技術(shù)新工藝005%以內(nèi)的形位精度,粗糙度低于Ra0.4μm。圖5989(4)為鉆頭等輔具圖片,后接刀桿,可實(shí)現(xiàn)內(nèi)排屑鉆削加(收稿日期:2004-12-13)Innovation of Deep Hole Drilling MachineCheng Feng Guan Shixi Wu Fujia[Abstract] Applying the latest reconfiguration theory and advanc中國(guó)煤化工 ditional deep holedrilling machine has been innovated by the way of modular desianCNMHGn. Meanwhile theseries design of deep hole tools is realized, which improves deep holesatay aun vina ges its application.[ Key words) Deep hole drilling machine Deep hole tools HydraulicNC system