新興重工湖北三六一一機械有限公司（襄陽 441002）譚成頂 朱美芹

1.工件分析

圖1是公司生產(chǎn)的汽車發(fā)動機的進氣歧管的零件，其特殊的結(jié)構(gòu)特點：一是大臺階孔根本無法從正向進刀進行加工；二是小孔直徑10mm臺階孔最大直徑達到22mm，目前專業(yè)的反孔鏜刀是無法達到的。因此可能的方法就是把整體式鏜刀的細刀柄反穿過小臺階孔孔徑、夾緊后進行鏜削加工(見圖2)。

圖2所示的這種加工方法是一種常規(guī)的加工方法，雖能實現(xiàn)基本的加工要求，但在大批量生產(chǎn)時存在著很多弊?。?/p>

圖1 零件結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 加工方法示意圖

（1）加工尺寸穩(wěn)定性較差 整體式鏜刀反穿后進行加工時，因為鏜刀的鏜削點與其刀柄的夾緊點相距較遠、刀柄又細，所以刀柄跳動較大，加工出來的零部件尺寸的穩(wěn)定性較差，即鏜削后的鏜削孔徑易超差、表面粗糙度達不到要求。

（2）操作工勞動強度大、效率低 在進行圖2所示的加工工序時，操作工首先要將零件裝夾到專用夾具上，然后手拿操作臺上的整體式鏜刀反穿零部件，使刀柄裝夾到機床主軸上，起動機床帶動鏜刀對零部件進行反鏜，完畢后，停止機床運動，手工卸下鏜刀的刀柄并取出鏜刀再次放在操作臺上。加工下一個零部件時重復(fù)以上操作，所以操作工用手工不僅從操作臺上反復(fù)拿起、放下整體式鏜刀，而且反復(fù)裝、卸鏜刀的刀柄與機床主軸的聯(lián)接，所有這些使得零部件的加工效率偏低、操作工的勞動強度較大。

為解決此類問題，提高反向鏜孔的生產(chǎn)效率和加工尺寸的穩(wěn)定性及降低操作工的勞動強度是大家面臨的一個難題。

2.設(shè)計方案

針對上述問題，我們經(jīng)過細致地調(diào)研及分析，通過現(xiàn)場試制加工和改進，設(shè)計和研制了一種在數(shù)控車床上加工、操作方便、加工尺寸穩(wěn)定的一種反向鏜孔裝置，如圖3所示。

（1）結(jié)構(gòu)組成 本反向鏜孔裝置由鏜削力傳輸結(jié)構(gòu)、鏜刀安裝結(jié)構(gòu)、鏜孔夾具三部分組成，其中撥桿座、彈簧、撥桿手柄、撥桿構(gòu)成鏜削力傳輸結(jié)構(gòu)，鏜刀、軸承、鏜刀座構(gòu)成鏜刀安裝結(jié)構(gòu)，其中撥桿座未鉆盲孔的一端被數(shù)控車床上的自定心卡盤夾緊，鏜刀座被固定在數(shù)控車床的導(dǎo)軌后部，鏜孔夾具固定在數(shù)控車床上可移動的床鞍上。

圖3 反向鏜孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

具體結(jié)構(gòu)是：彈簧、撥桿位于撥桿座一端的盲孔內(nèi)，撥桿手柄通過螺紋固定聯(lián)接在撥桿上；兩個型號相同且同軸的軸承的外圈裝于鏜刀座上的孔中，鏜刀的刀柄兩端分別與兩個軸承的內(nèi)圈過盈配合；鏜刀刀頭端部的方形孔與撥桿頂部的方形柱相配合。

（2）工作原理 本反向鏜孔裝置把反向鏜刀做成分體式，使細長的刀桿與較大的鏜刀分開分別處于零件的兩側(cè)，巧妙地設(shè)計了一個可伸縮、端部帶方形柱的撥桿，和一個端部帶方形孔的鏜刀刀頭，這樣，撥桿頂部的方形柱與鏜刀刀頭端部的方形孔相配合后，數(shù)控車床主軸的鏜削力便通過撥桿帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對零件的鏜削加工。

通過圖3裝置，在需要對零件進行鏜削加工時，可通過撥桿手柄把撥桿一端沿撥桿座的盲孔推出，撥桿在彈簧彈力的作用下，其細長部分依次穿過鏜孔夾具、零件，最終其頂端的方形桿插入鏜刀（見圖4）刀頭一端的方形孔內(nèi)，完成與鏜刀的對接，對接完成后，再通過夾緊在數(shù)控車床自定心卡盤上的撥桿座的旋轉(zhuǎn)帶動撥桿旋轉(zhuǎn)，進而帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，最終通過數(shù)控車床上的床鞍帶著零件移向鏜刀完成鏜削加工。

圖4 鏜刀結(jié)構(gòu)示意圖

加工完畢后，用手握住撥桿手柄沿撥桿座上的撥桿導(dǎo)向槽把撥桿往回拉，使撥桿頂部的方形柱從鏜刀刀頭端部的方形孔里拔出，隨后依次退出零件、鏜孔夾具，最終把撥桿手柄夾在撥桿座上的撥桿卡槽中。

（3）具體操作步驟 ①將零件裝配并夾緊在鏜孔夾具上。②通過撥桿手柄把撥桿沿撥桿座的盲孔推出，撥桿在彈簧彈力的作用下，其細長桿穿過鏜孔夾具、零件，使其頂端的方形桿插入另一端鏜刀刀頭端部方形孔內(nèi)，完成與鏜刀的對接。③起動數(shù)控車床主軸旋轉(zhuǎn)按鈕，自定心卡盤帶動撥桿座旋轉(zhuǎn)，因撥桿手柄此時放置在撥桿座的撥桿導(dǎo)向槽內(nèi)，撥桿手柄與撥桿又通過螺紋固定聯(lián)接，即此時的撥桿已經(jīng)被定位在撥桿座內(nèi)，所以已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來的撥桿座必定帶動撥桿一起旋轉(zhuǎn)，撥桿通過頂部與鏜刀刀頭端部內(nèi)孔配合的方形柱帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)。④起動數(shù)控車床床鞍橫向進給按鈕，數(shù)控車床床鞍帶動鏜孔夾具及固定在其上面的零件一起向鏜刀移動，并開始對零件的鏜削加工，達到工藝要求后數(shù)控車床床鞍自動停止橫向進給。⑤關(guān)閉數(shù)控車床主軸旋轉(zhuǎn)按鈕，自定心卡盤停止旋轉(zhuǎn)，撥桿座、撥桿、鏜刀隨之停止旋轉(zhuǎn)。⑥用手握住撥桿手柄沿撥桿座上的撥桿導(dǎo)向槽把撥桿往回拉，使撥桿頂部的方形柱從鏜刀刀頭端部的方形孔里拔出，并使撥桿細長部分逐步退出零件8鏜孔夾具，最終把撥桿手柄卡在撥桿座上的撥桿卡槽中。⑦將數(shù)控車床床鞍退回原來位置。⑧將機械零部件從鏜孔夾具上取出，完成操作。

3.結(jié)語

本裝置從根本上克服了前述傳統(tǒng)工藝的缺點，具有操作方便、加工尺寸穩(wěn)定的優(yōu)點。本裝置的新穎之處是：鏜刀的安裝結(jié)構(gòu)與鏜削力的傳輸結(jié)構(gòu)是分離的，細長撥桿在本系統(tǒng)中只須傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，至于其剛性較差的弱點在本系統(tǒng)中不會對鏜刀的鏜削產(chǎn)生什么影響，鏜刀自身的安裝結(jié)構(gòu)大大提高了其鏜削的穩(wěn)定性，從根本上解決了鏜削孔徑超差與粗糙的問題。本裝置在解決零件上刀具無法從正向進刀只能從背面進行加工的問題，有著廣泛的應(yīng)用價值。