黃庭梅

（江蘇齊航數(shù)控機床有限責(zé)任公司，江蘇 鎮(zhèn)江212009）

0 引 言

筆者公司CW 系列床頭箱體的粗鏜孔在產(chǎn)品試制及小批量生產(chǎn)時，是按照床頭傳統(tǒng)工藝方法，采用T68 通用鏜床鏜孔，每個孔分別單獨加工，效率低，平均每件需用15 h，加工過程中需不斷更換調(diào)整刀具，工人勞動強度大。隨著產(chǎn)品批量的增加，粗鏜孔已成為生產(chǎn)瓶頸，為了解決這一生產(chǎn)瓶頸，筆者設(shè)計了一臺雙頭6 軸粗鏜孔組合專機，每件加工時間縮短至2 h，效率提高約7 倍，加工過程中無需更換調(diào)整刀具

1 工藝方案的確定

1.1 被加工箱體孔系工序內(nèi)容的確定

被加工CW 床頭箱體左右兩端面共有11 組30 個孔，在設(shè)計粗鏜專機時，遵循“粗精分開”的原則，盡量考慮盡可能多的孔能在此專機上完成粗加工工序，使下道精鏜工序余量盡可能少。為此確定兩面分別由6 把組合刀具完成各孔的粗加工，如圖1 所示。

1．2 切削用量的選擇

切削深度：考慮粗鏜孔時，鑄造孔的冷硬層、黑皮等，第一刀切削深度大于6～7 mm。每分鐘進給量：由于動力頭上多軸同時加工，有鉆、擴、鏜，而鉆孔擴孔和鏜孔的切削用量各有特點，要使各類刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進給量，因此使用了拼湊的方法解決，即按各類刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速n 和每轉(zhuǎn)進給量s，然后適當(dāng)調(diào)整，使各類刀具的每分鐘進給量Sm一致，即Sm=s·n 一致。由于是復(fù)合刀具，且大量的刀具同時切削，故根據(jù)經(jīng)驗切削用量的選擇比原來T68 通用機床的切削用量減少約30%。

切削參數(shù)：

1 號孔：n=63 r/min，s=0.36，Sm=23 mm/min；

2 號孔：n=93 r/min，s=0.24，Sm=23 mm/min；

3 號孔：n=79 r/min，s=0.29，Sm=23 mm/min；

4 號孔：n=80 r/min，s=0.29，Sm=23 mm/min；

6 號孔：n=63 r/min，s=0.36，Sm=23 mm/min；

8 號孔：n=82 r/min，s=0.28，Sm=23 mm/min。

1．3 機床方案的擬定

機床布局：根據(jù)上述確定的工藝方案，機床采用雙面臥式6 軸布置形式，由工作臺、機械滑臺、動力箱、主軸箱、夾具、組合刀具等部分組成。被加工箱體放在工作臺上定位、夾緊。刀桿通過端面圓柱孔與主軸定位，用螺釘緊固，以端面鍵傳動扭矩，與主軸箱主軸剛性連接。箱體左右端面孔既可分別加工，也可同時加工，分別由左右操縱面板控制，如圖2 所示。

2 機床主要部件特點

2．1 夾具特點

工件以底平面及底面凸臺的側(cè)面定位后，由側(cè)面2個和端面1 個支柱上的螺釘支緊，使工件完全定位。由于粗加工時切削力大，在頂面安排了4 個壓板壓緊工件，保證夾具足夠的剛性和夾緊力。另外，由于被加工CW 系列箱體中心高有315、400、500、600 四種規(guī)格，夾具采用了整體更換定位底板及底板上的定位、夾緊元件，使此專機能夠加工該產(chǎn)品系列的各種規(guī)格箱體。

2.2 主軸結(jié)構(gòu)特點

1）支撐形式。主軸前支撐采用2 個正、反裝E 級圓錐滾子軸承，后支撐也采用1 個圓錐滾子軸承，同時前支撐處采用1 個單向推力球軸承，以承受軸向力。這種結(jié)構(gòu)主軸支撐剛性好，承載能力高，適合粗加工。

2）主軸支撐跨距L 的確定。在確定主軸支撐跨距時，必須考慮懸伸比（即L/a 值）。懸伸比過小或過大，主軸受力后產(chǎn)生的擾度和支撐處的傾角會增大，影響主軸的剛性。通常，組合機床設(shè)計中，推薦懸伸比L/a=1.5～2。但在組合機床中，由于主軸的懸伸長度a 是根據(jù)被加工箱體的深度決定的，如4 號孔，深度為587，如果刀桿短了，就不能滿足加工要求。綜合考慮其它孔，又不能為了這一個孔而使主軸箱體寬度加大很多，因此選擇L=480,則4 號孔L/a=480÷587=0.82,顯然，數(shù)值較小，剛性會有問題，加工時可能會出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，如圖3 所示。

圖3 主軸支撐結(jié)構(gòu)圖

2．3 刀具特點

刀具采用復(fù)合刀具，對未鑄出的孔，采用鉆-擴-鏜復(fù)合形式，對已鑄出的孔采用復(fù)合鏜形式，刀桿與主軸采用端面鍵連接，刀桿與刀具連接方式有3 種，根據(jù)各孔的特點，分別采用螺紋連接，莫氏錐孔連接，整體式。另外，為解決懸伸比較小而可能造成的剛性的矛盾，從刀具上采取了措施，增大軸向力，以減小徑向力，把刀具主偏角加大至90°，同時在刀尖處磨出過渡刃以增加刀尖強度，改善散熱條件，并加大進給量。

3 結(jié) 語

該專機已成功用于實際生產(chǎn)，加工的箱體、左右孔的同軸度達到0.5，能夠滿足下道精鏜孔工序的要求，效率提升了近7 倍，工人的勞動強度也大幅度降低，受到工人的好評。同時，該臺專機的研制也為其它系列箱體粗鏜孔專機的研制積累了寶貴經(jīng)驗。

［1］ 大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計：第一冊：機械部分［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1975.

［2］ 上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1982.

［2］ 金屬機械加工工藝人員手冊增訂組.金屬機械加工工藝人員手冊［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979.