趙忠剛 史仁貴 陸興龍

摘 要：通過(guò)對(duì)采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔周向偏差產(chǎn)生的原因分析，論述了鉆削該齒圈螺栓孔的工裝設(shè)計(jì)理念，并詳細(xì)闡述了制做、使用該工裝的過(guò)程細(xì)節(jié)及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：齒圈;模板;鉆孔;倒個(gè);周向;定位銷;同軸度

前言

安裝圖1所示的采煤機(jī)截割部行星架齒圈時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到因齒圈螺栓孔偏斜造成孔距偏差過(guò)大而導(dǎo)致無(wú)法裝入其緊固螺栓的現(xiàn)象，需要拆下后修復(fù)偏斜嚴(yán)重的孔，直接致使人力物力的浪費(fèi)和延誤生產(chǎn)工期。經(jīng)過(guò)多年琢磨其螺栓孔加工過(guò)程和使用條件，研究出了一套較為科學(xué)的齒圈鉆孔工藝和工裝，現(xiàn)介紹如下。

1.原采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔的方法

首先，由鉗工劃出采煤機(jī)截割部齒圈螺栓孔和穩(wěn)銷孔的孔位線或在加工中心上對(duì)其各孔進(jìn)行預(yù)鉆中心定位孔;然后，轉(zhuǎn)到鉆床上按照各孔的孔位線或預(yù)鉆的中心定位孔對(duì)各孔進(jìn)行鉆削，按照?qǐng)D紙標(biāo)注的深度鉆、鉸穩(wěn)銷孔，鉆透各螺栓孔（周向均布）。

2.原采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔的缺陷及其形成原因

原采煤機(jī)行星架齒圈的螺栓孔的主要缺陷是孔心線偏斜，嚴(yán)重者導(dǎo)致齒圈鉆螺栓孔鉆孔末端的孔中心距尺寸偏差達(dá)到2mm以上，致使安裝齒圈時(shí)，出現(xiàn)一、兩條螺栓無(wú)法同時(shí)穿入截割部、齒圈、軸承座螺栓孔的現(xiàn)象。

齒圈螺栓孔偏斜的主要原因：鉆頭的兩個(gè)主切削刃不對(duì)稱，鉆孔時(shí)其切削刃所受的徑向力不相等，使鉆頭的軸心線發(fā)生偏斜，致使鉆孔偏斜;鉆孔深度增加后會(huì)發(fā)生排屑困難的現(xiàn)象，孔中的鐵屑擠壓力就會(huì)使鉆頭發(fā)生偏斜，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜;鉆頭軸心線與工件端面不垂直也會(huì)導(dǎo)致鉆孔偏斜，即齒圈安置不正;鉆頭太長(zhǎng)使其在鉆孔過(guò)程中容易發(fā)生彎曲，進(jìn)而造成鉆孔偏斜;進(jìn)給量過(guò)大使鉆頭使鉆頭發(fā)生彎曲，導(dǎo)致鉆孔偏斜;鉆頭切削刃磨鈍、切削刃有積屑瘤、橫刃太長(zhǎng)等都會(huì)使鉆孔偏斜;劃線時(shí)的樣沖眼不正也會(huì)導(dǎo)致鉆頭鉆孔時(shí)發(fā)生偏擺而造成鉆孔偏斜現(xiàn)象;工件的材質(zhì)不均勻使鉆頭兩切削刃受力不平衡，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜現(xiàn)象。

綜上所述，所有被鉆孔的偏斜量都會(huì)隨孔的深度增加和鉆頭的長(zhǎng)度增加而增大。所以，解決孔的深度和縮短鉆頭的長(zhǎng)度是減小鉆孔偏斜量的最根本措施。

3.采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝的設(shè)計(jì)理念與制做

基于“解決孔的深度和縮短鉆頭的長(zhǎng)度是減小鉆孔偏斜量的最根本措施”的理念，對(duì)于減小采煤機(jī)截割部行星架齒圈上的螺栓孔偏斜量的問題，只能采取從齒圈兩端鉆削的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即達(dá)到了減小孔的深度，又可以縮短鉆頭的長(zhǎng)度。如果鉆孔時(shí)能使其兩端的孔位保持在同一位置，即可保證孔的同軸度。由于此時(shí)鉆頭縮短近一半，其剛性會(huì)大大提高，并且排屑也順暢，杜絕了鐵屑在孔中擠壓鉆頭的現(xiàn)象，能大大減小鉆孔的偏斜量。但從孔的兩端鉆削時(shí)，保證孔的同軸度是關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？梢韵扔媚０宥ㄎ汇@齒圈帶穩(wěn)銷孔側(cè)的各個(gè)孔，然后，倒個(gè)利用齒圈上的任一螺栓孔和齒圈內(nèi)止口對(duì)齒圈進(jìn)行定位裝卡，通過(guò)模板使齒圈每個(gè)螺栓孔的孔位在齒圈的圓周方向上分度不變，再鉆另一側(cè)的所有螺栓孔，直至鉆透。模板在齒圈圓周方向上必須定位，且其中心必須與齒圈軸心線重合，方能使齒圈的每個(gè)螺栓孔由兩端鉆削達(dá)到同軸。為此，設(shè)計(jì)采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝如圖2所示，底座的凸臺(tái)定位齒圈的內(nèi)止口，模板的凸臺(tái)安裝在齒圈的內(nèi)止口上，使模板軸心線與齒圈軸心線和底座軸心線重合，底座兩側(cè)的定位槽板限制了模板的周向移動(dòng)，底座上的穩(wěn)銷限制了齒圈的周向移動(dòng)，并且該穩(wěn)銷軸心線與模板上的任一定位鉆螺栓孔的導(dǎo)向孔軸心線重合，以保證齒圈螺栓孔的同軸度和位置度。

制做該工裝步驟：首先，數(shù)控下料底座與模板及定位槽板的毛坯;其次，在大車上車削其兩端面及各圓臺(tái)和模板中心孔及底座螺栓孔;然后，在加工中心上以模板凸臺(tái)校正后鉆削各螺栓孔及穩(wěn)銷孔的導(dǎo)向孔，并銑削模板兩側(cè)的定位耳邊，同時(shí)，將定位槽板按照?qǐng)D2方式組焊在底座上，并在加工中心上以底座凸臺(tái)校正后銑削定位槽板的定位槽及鉆削其上的小螺栓孔;最后，將模板安裝在定位槽板的定位槽上，用鉸刀校正其上一穩(wěn)銷孔的鉆削導(dǎo)向孔，取下模板，機(jī)床工作臺(tái)不動(dòng)，只是主軸推進(jìn)鉆頭，在底座上鉆、鉸安裝定位銷的孔即可。

4.采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

使用該工裝鉆削采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔及穩(wěn)銷孔步驟：首先，將工裝的底座部分通過(guò)其小螺栓緊固在擦凈的鉆床工作臺(tái)上;其次，將齒圈安裝在底座上，并蓋上模板，緊固大螺栓螺母;然后，通過(guò)模板對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔鉆、鉸齒圈穩(wěn)銷孔，鉆削齒圈螺栓孔至一半深度;最后，卸下齒圈，在底座上插入定位銷，將齒圈倒個(gè)安裝在底座上，使定位銷插入其一穩(wěn)銷孔，蓋上模板并壓實(shí)，鉆削各螺栓孔至通透即可。

注意：模板各導(dǎo)向孔需鑲嵌導(dǎo)向套;最好使用適當(dāng)長(zhǎng)度的鉆頭，能有效提高鉆頭的剛性和鉆孔質(zhì)量與效率;鉆削時(shí)使用切削液冷卻和潤(rùn)滑;裝卸工件時(shí)嚴(yán)禁碰撞定位槽板;使用工裝前擦凈各面，做好首件檢驗(yàn);用后擦凈切削液和鐵屑等雜質(zhì)，并涂油。

5.結(jié)束語(yǔ)

使用該工裝鉆削采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔及穩(wěn)銷孔，能大大減小各螺栓孔的偏斜量，并且省略了對(duì)各孔的劃線工序或預(yù)鉆中心孔工序，節(jié)約了轉(zhuǎn)遞時(shí)間;通過(guò)利用短鉆頭鉆削還可適當(dāng)提高鉆削進(jìn)給量，縮短了工件的生產(chǎn)周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本;同時(shí)，還可降低對(duì)操作工的技能要求，并且確保了齒圈的鉆孔質(zhì)量。該工裝設(shè)計(jì)新穎、制做成本低廉，很值得在同行業(yè)中推廣應(yīng)用，有較好的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版第1卷）. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2]吳拓主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

作者簡(jiǎn)介：趙忠剛（1969—），男，山東泰安市人，畢業(yè)于山東科技大學(xué)：機(jī)電一體化，?？?。在省級(jí)和國(guó)家級(jí)刊物發(fā)表科技論文30余篇，國(guó)家鏜工技師，山東能源機(jī)械集團(tuán)機(jī)加工首席技師，山東能源機(jī)械集團(tuán)中礦采煤機(jī)制造有限公司副總經(jīng)理，現(xiàn)主要從事企業(yè)管理體系研究和工藝裝備開發(fā)。