陳 龍 馮小東 康 凱 胡一龍

(河北建筑工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

利用普通車床進(jìn)行深孔加工的研究

陳 龍 馮小東 康 凱 胡一龍

(河北建筑工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的迅速，機(jī)械加工行業(yè)占據(jù)越來越大的地位，零件的形狀更復(fù)雜，材料的硬度更高，加工的難度更高.然而，深孔加工是機(jī)械加工的的一道關(guān)鍵性工序，深孔的加工質(zhì)量和加工成本直接影響零件的加工質(zhì)量和加工成本.由于深孔鉆床的特殊性，其價格比較昂貴對于非專業(yè)化深孔加工的廠家，成本過高.所以我們采用通過對普通車床進(jìn)行改裝以達(dá)到深孔加工的目的，即降低了成本，又實(shí)現(xiàn)了一床多用.

車床改造；深孔加工；噴吸效應(yīng)

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會的進(jìn)步，國防工業(yè)、石油采掘、航空航天、機(jī)床、汽車等行業(yè)對零件深孔加工技術(shù)的要求越來越高，深孔加工占機(jī)械加工的比重也越來越高.近年來，深孔加工技術(shù)引起了人們的重視，并得到了很大發(fā)展，我國機(jī)械制造加工業(yè)對深孔加工技術(shù)的研究也取得了長足的進(jìn)步，但是和國際水平還有很打的差距.本研究主要是想通過對普通車床進(jìn)行改裝來實(shí)現(xiàn)深孔加工的目的.

1 車床的改裝原理

利用普通車床進(jìn)行深孔加工主要是通過對原機(jī)床的改裝來實(shí)現(xiàn)深孔加工的功能，其主要的加工原理是：采用空心鉆頭鉆孔，利用高壓切削液的噴吸效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)推出切屑與吸出切屑的相結(jié)合，即切削液從注油裝置直接進(jìn)入鉆頭外壁與加工孔完成部分的空腔，將切屑直接推入鉆頭內(nèi)孔排出；鉆頭的另一端與排油裝置連接，排油裝置外接油泵，油泵抽油，使排油裝置形成一定的負(fù)壓，將鉆頭內(nèi)孔的切屑向外抽吸，從而加速切屑向外排出(如圖1).

圖1 油路流量及排屑示意圖

2 車床改造總體設(shè)計

2.1 車床型號的選擇:

擬采用大連機(jī)床CD6140A普通車床作為改裝車床，車床型號的選擇主要考慮車床的功率能否滿足鉆削所需要的功率.普通車床CD6140A的功率大多為7.5 kw，現(xiàn)通過計算驗(yàn)證普通車床CD6140A的功率是否符合要求：

深孔鉆削沒有成熟的計算公式，可采用相同直徑麻花鉆的功率計算公式.

鉆削功率

P=Nfn·10-3+2πMn×10-3

(1)

式中P—鉆削功率(kw)；

N—鉆削軸向力(N)；

f—鉆孔進(jìn)給量(mm/r)；

n—車床轉(zhuǎn)速(r/s).(n取15r/s)

鉆削扭矩

M=0.304df0.8

(2)

式中N—鉆削軸向力(N)；

d—鉆削直徑(mm)；

f—鉆孔進(jìn)給量(mm/r)；

由于一般φ65mm以下的深孔采用鉆削加工，大于φ65mm的深孔采用深孔鏜削，故d取65mm；f取0.1mm/r

則

M=0.304·65·0.10.8(N·m)
M=3.132(N·m)

鉆削軸向力

N=299df0.7(N)

(3)

式中N—鉆削軸向力；

N=299·65·0.10.7(N)
N=3878(N)

將M、N代入式一，得

P≈6.1(kw)

通過計算得：鉆削功率約為6.1kw，小于普通車床CD6140A的功率7.5kw；故選用普通車床CD6140A符合改裝要求.

2.2 車床結(jié)構(gòu)改裝

對CD6140A普通車床的改裝主要包括兩個方面：機(jī)床本體改裝和油路改裝.

2.2.1 機(jī)床本體改裝

機(jī)床本體改裝包括:中心架、注油裝置和排油裝置.

2.2.1.1 中心架

與普通車床中心架相同，改裝后的中心架也起到支撐、扶正旋轉(zhuǎn)工件的作用.但是，隨著深孔加工工件長度邊長，重量變大，普通車床的中心架不能滿足要求.因?yàn)橹行募苤吸c(diǎn)的受力也隨之變大，力矩也隨之變大，工件前端的顫動也隨之增加，而普通車床的中心架是固定的，不隨工件轉(zhuǎn)動，這樣就會嚴(yán)重劃傷工件表面.所以，必須采用和工件同步滾動的滾動式中心架.其結(jié)構(gòu)如同圖2所示.

2.2.1.2 注油裝置

注油裝置的主要功能是將高壓切削液通過鉆頭與孔的間隙進(jìn)入鉆頭前端，靠切削液的壓力將切屑推入鉆頭中孔中排出.由于工件高速旋轉(zhuǎn)，注油裝置與工件的接觸位置很容易切削液外漏，必須做好密封，故采用導(dǎo)向套與工件連接處采用并且中間用密封圈密封.其結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖2 滾動式中心架示意圖

圖3 導(dǎo)向套與工件連接示意圖

2.2.1.3 排油裝置

排油裝置一端與鉆桿連接，另一端與切削液過濾器連接，它主要用于鉆桿的固定和形成負(fù)壓將切削液和切屑吸出.

2.2.2 油路改裝

由于改裝后的深孔加工機(jī)床需要高壓切削液，因此，原機(jī)床油路不能滿足要求，需在注油裝置前增設(shè)一個油泵用來提供高壓切削液，在排油裝置處增設(shè)一個油泵用來提供負(fù)壓.其油路原理如圖4所示.

圖4 油路示意圖

3 結(jié) 論

通過本次研究，解決了普通車床深孔加工的難題，為利用普通車床進(jìn)行深孔加工提供了理論依據(jù).

[1]王世清.深孔加工技術(shù)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003.9

[2]李文亮.深孔加工DF系統(tǒng)排屑機(jī)理研究及建模與仿真[D].中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2009,(11)

[3]張社就,楊曉紅.用車床加工深孔的方法與裝置[J]工具技術(shù),[17]

[4]朱林.車床改裝為深孔加工機(jī)床的設(shè)計方法[D].新技術(shù)新工藝，2007，(7)：26～27

[5]張斌.深孔加工的幾種工藝方法[J]機(jī)械工人.冷加工,2004,(03)

Research on Deep-hole Processing by Using Ordinary Lathe

CHENLong,FENGXiao-dong,KANGKai,HUYi-long

(Hebei Institute of Architecture Civil Engineering,Zhangjiakou,Hebei 075000)

With the development of science and technology and quick update products,machinery processing industry plays a more and more important role.As a result,the shapes of parts are more complex,the materials are harder,and the machining is more difficult.However,deep-hole processing is a key step of machining,the processing quality and costs of which directly affect the machining quality of parts and tooling cost.Due to the particularity of deep-hole drilling machine,its price is relatively expensive.For the unprofessional manufacturers,deep-hole processing cost is too high.As a result,ordinary lathe to be modified is used to achieve the purpose of the deep-hole processing,both reducing the cost and multiuse of one lathe.

reconstruction of lathe;deep-hole processing;spray absorption effect

2014-12-20

河北建筑工程學(xué)院?；痦?xiàng)目，項(xiàng)目編號：Y201401

陳龍(1979-)，男，助理實(shí)驗(yàn)師，學(xué)士，從事機(jī)械設(shè)計制造及其自動化研究.

TH 12

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