嚴(yán)鶴飛

(天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司，甘肅 天水 741024)

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新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置設(shè)計(jì)

嚴(yán)鶴飛

(天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司，甘肅 天水 741024)

在數(shù)控臥式車(chē)床中實(shí)現(xiàn)鏜削加工，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式是在床鞍滑板上安裝鏜削裝置，通過(guò)橫向滑板X(qián)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)刀，對(duì)加工的尺寸精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響。因此，開(kāi)發(fā)了一種新型鏜削加工的徑向進(jìn)刀裝置，主要是克服鏜削加工中尺寸精度的控制。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、操縱輕便靈活、鏜削加工平穩(wěn)可靠等特點(diǎn)，從而保證了工件的加工精度。

鏜削加工；撓度；加工精度

在數(shù)控臥式車(chē)床中實(shí)現(xiàn)鏜削加工，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式是在床鞍滑板上安裝鏜削裝置，通過(guò)橫向滑板X(qián)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)刀，但每次都需要將鏜桿退出后來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于鏜桿懸伸較長(zhǎng)，進(jìn)刀會(huì)因鏜桿彎曲及撓度變形產(chǎn)生進(jìn)刀誤差，因而會(huì)對(duì)加工的尺寸精度產(chǎn)生很大的影響；還有內(nèi)孔中有臺(tái)階的工件加工時(shí)進(jìn)刀和退刀是很困難的。如果選用國(guó)外進(jìn)口的鏜刀具，其機(jī)床成本將要提高幾倍的價(jià)格。因此，本文開(kāi)發(fā)了一種新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置，主要是克服鏜削加工中的尺寸精度的控制，并在鏜頭上增加了支承裝置，以避免因鏜桿懸伸太長(zhǎng)產(chǎn)生撓度變形的問(wèn)題。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、操縱輕便靈活、鏜削加工平穩(wěn)可靠等特點(diǎn)，從而保證了工件的加工精度。

1　新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置簡(jiǎn)介

這種新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置，主要根據(jù)筆者公司數(shù)控臥式車(chē)床十幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，并對(duì)國(guó)內(nèi)外鏜削加工徑向進(jìn)刀方式的分析，提供一種在數(shù)控(普通)臥式車(chē)床上通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具徑向進(jìn)給的鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置，以提高鏜削加工進(jìn)給的傳動(dòng)精度和剛度，從而提高工件的加工精度。我們采取的技術(shù)方案是：分析了鏜削裝置在切削過(guò)程中對(duì)尺寸精度影響的原因，主要是鏜削加工時(shí)鏜桿懸伸長(zhǎng)度的增加導(dǎo)致的撓度及彎曲變形，刀具在其作用下存在著進(jìn)刀不準(zhǔn)確，需要反復(fù)測(cè)量與調(diào)整刀具的進(jìn)給量和切削深度，導(dǎo)致加工工件的精度難以

保證，效率達(dá)不到要求等問(wèn)題。這種新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置主要克服了鏜削加工時(shí)對(duì)工件尺寸精度的控制，在鏜頭上采用兩點(diǎn)支承來(lái)克服鏜桿懸伸較長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的撓度及彎曲變形現(xiàn)象，避免了刀具徑向進(jìn)給時(shí)切削抗力作用下刀具的橫向讓刀現(xiàn)象等因素的不利影響，并且通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠使刀具能夠在數(shù)控系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)微量及自動(dòng)進(jìn)給，由夾緊油缸對(duì)刀夾進(jìn)行夾緊定位，以保證刀具的固定更加牢靠。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、操縱輕便靈活、運(yùn)動(dòng)靈敏度高，平穩(wěn)性好等特點(diǎn)，從而保證了工件加工精度，提高了機(jī)床的穩(wěn)定性。

2　新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置的設(shè)計(jì)原理

2.1新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置的結(jié)構(gòu)原理

結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置中前導(dǎo)向1與后導(dǎo)向3通過(guò)聯(lián)結(jié)體12進(jìn)行固定組成一個(gè)整體。將絲杠24安裝在聯(lián)結(jié)體12上，通過(guò)推力軸承25和鎖緊螺母26將其固定和支承，然后將伺服電動(dòng)機(jī)16通過(guò)聯(lián)軸節(jié)17與絲杠24連接，使其在伺服電動(dòng)機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)絲杠24旋轉(zhuǎn)。再將絲杠螺母23與車(chē)刀夾19連接，安裝在聯(lián)結(jié)體12上，并與絲杠24配合后帶動(dòng)其做徑向移動(dòng)，再通過(guò)導(dǎo)向軸22起到阻止車(chē)刀夾19旋轉(zhuǎn)和軸向限位的作用。將以上零件安裝好后，整體通過(guò)鏜刀桿接口4安裝固定在鏜刀桿5上，然后將整個(gè)鏜刀桿5安裝固定在鏜桿支架9上，用上瓦蓋6夾緊抱死，以使鏜刀桿不能在瓦孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和竄動(dòng)。

2.2新型鏜削加工徑向進(jìn)刀裝置的使用方式

當(dāng)需要加工工件內(nèi)孔時(shí)將車(chē)刀20安裝在車(chē)刀夾19上用螺釘21固定，根據(jù)加工工件內(nèi)孔尺寸，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)編程軟件設(shè)置好加工的尺寸要求，編制車(chē)削加工程序，移動(dòng)滑板7和床鞍8找到加工工件的起點(diǎn)位置(即程序的零點(diǎn)位置)，通過(guò)運(yùn)行程序控制鏜刀桿5的縱向前后移動(dòng)，當(dāng)對(duì)車(chē)刀進(jìn)行橫向進(jìn)刀時(shí)，由數(shù)控系統(tǒng)控制先松開(kāi)鎖緊塊15，再控制伺服電動(dòng)機(jī)16通過(guò)聯(lián)軸節(jié)17驅(qū)動(dòng)絲杠24帶動(dòng)絲杠螺母23使車(chē)刀夾19做徑向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀，然后通過(guò)高壓油泵18提供液壓油，使鎖緊油缸2驅(qū)動(dòng)鎖緊桿14和螺母13帶動(dòng)鎖緊塊15對(duì)車(chē)刀19夾緊，以達(dá)到徑向進(jìn)刀的微量控制。

而對(duì)于較深的內(nèi)孔加工，由于鏜刀桿5的懸伸較長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的撓度和彎曲變形，故而在鏜頭上增加了前導(dǎo)向1和后導(dǎo)向3，并且在鏜桿支架9的后部增加了直線(xiàn)導(dǎo)軌10和直線(xiàn)導(dǎo)軌支架11的輔助支承裝置，從而保證了加工工件時(shí)的平穩(wěn)性，克服了鏜削加工時(shí)的撓度變形和振動(dòng)問(wèn)題。

3　結(jié)語(yǔ)

在數(shù)控(普通)臥式車(chē)床上通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)給的鏜削加工的進(jìn)刀裝置，以提高鏜削加工進(jìn)給的傳動(dòng)精度和剛度，從而提高工件的加工精度。這種新型鏜削加工的進(jìn)刀裝置主要克服了鏜削加工時(shí)對(duì)工件尺寸精度的控制，在鏜頭上采用兩點(diǎn)支承來(lái)克服鏜桿懸伸較長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的撓度及彎曲變形現(xiàn)象，并且通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠使刀具能夠在數(shù)控系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)徑向微量及自動(dòng)進(jìn)給，由夾緊油缸對(duì)刀夾進(jìn)行夾緊固定，以保證刀具固定更加牢靠。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、操縱輕便靈活、運(yùn)動(dòng)靈敏度高，平穩(wěn)性好等特點(diǎn)，從而保證了工件加工精度，提高了機(jī)床加工的穩(wěn)定性。

(編輯李靜)

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·名詞解釋·

三維印刷成形法(3DP，Three Dimension Printing)三維印刷(3DP)工藝與SLS工藝類(lèi)似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過(guò)燒結(jié)連接起來(lái)的，而是通過(guò)噴頭用粘接劑(如硅膠)將零件的截面"印刷"在材料粉末上面。用粘接劑粘接的零件強(qiáng)度較低，還需后處理。先燒掉粘接劑，然后在高溫下滲入金屬，使零件致密化，提高強(qiáng)度。目前，該工藝已被美國(guó)的Soligen公司以DSPC (Direct Shell Production Casting)名義商品化，用以制造鑄造用的陶瓷殼體和芯子。

精密模鍛精密模鍛是在一般模鍛基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種少及無(wú)切削的加工工藝。與一般模鍛相比，它能獲得表面質(zhì)量好，機(jī)械加工余量小和尺寸精度較高的鍛件。精密模鍛的鍛件精度主要取決于鍛模的加工精度。一般要求精鍛模膛的加工精度高于鍛件的尺寸精度2～3級(jí)，且有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)保證合模精度。另外，選好坯料和加熱方法也很重要，如選擇高質(zhì)量的坯料，下料尺寸準(zhǔn)確和采用少氧化或無(wú)氧化加熱以及良好的潤(rùn)滑條件等。目前，精密模鍛主要用于精化毛坯和精鍛零件，所用設(shè)備為剛度大、精度高的曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和高速鍛錘。

Design of feed device for heavy-duty boring processing

YAN Hefei

(Spark Machine Tool Co., Ltd., Tianshui 741024, CHN)

To realize boring processing in NC horizontal lathe, the traditional structure is mounting a boring device on saddle; it will produce very big effect to machining accuracy by transverse slide feed alongX. So develop a new kind of boring processing feed device which mainly overcomes the dimensional accuracy control in boring processing. The institutions has the characteristics of simple structure, easy to adjust, portable and flexible manipulation, stable and reliable boring processing, so as to ensure the processing precision of the workpiece.

boring machining; deflection; machining accuracy

TH161+.3

B

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.07.003

嚴(yán)鶴飛，男，1978年生，工程師，現(xiàn)任天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司技術(shù)中心支承部件研究所所長(zhǎng)，主要從事數(shù)控重型機(jī)床及專(zhuān)用機(jī)床的研發(fā)設(shè)計(jì)。

2016-03-21)

160712