惠懷偉

(中國(guó)一重集團(tuán)有限公司，黑龍江161042)

1682A重型臥式車床是1959年的蘇聯(lián)時(shí)期老機(jī)床，隨著公司產(chǎn)品多樣性的需求，老式機(jī)床加工屬性的局限性，不能發(fā)揮其最大功用。也不能花費(fèi)幾百萬(wàn)購(gòu)買只加工內(nèi)孔單一工序的深孔機(jī)床。從利用現(xiàn)有資源最大化、降低生產(chǎn)成本、產(chǎn)品的市場(chǎng)占有周期等綜合因素考慮，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)改造——加裝具備高效率、大功率深孔加工能力的推進(jìn)器，并且保留機(jī)床原有功能及其結(jié)構(gòu)不變。

1 設(shè)計(jì)方案

本次改造及設(shè)計(jì)原側(cè)：在加工屬性操作使用上可以在一天之內(nèi)完成車床、深孔功能互換，機(jī)床主軸箱、床身導(dǎo)軌本體結(jié)構(gòu)不變，一、二刀架保留，機(jī)床尾座暫時(shí)移走。在工件床身及刀架床身上裝配具有快速走刀功能的推進(jìn)器，見(jiàn)圖1。

圖1 改進(jìn)后的車床結(jié)構(gòu)Figure 1 Improved lathe configuration

具備加工?3200 mm×?1600 mm×8000 mm百噸級(jí)的水電主軸鍛件，如圖2。

圖2 百噸級(jí)水電主軸鍛件Figure 2 Hundred tons of hydropower spindle forging

1.1 傳動(dòng)部分

(1)推進(jìn)器基座行走利用機(jī)床原刀架及尾座行走齒條。

(2)快速與走刀用爪型離合器切換，進(jìn)、退刀方向由電氣控制實(shí)現(xiàn)自由切換。

(3)為提高生產(chǎn)能力、效率設(shè)計(jì)電機(jī)功率45 kW，采用V3調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速范圍為60～2800 r/min。

(4)推進(jìn)器走刀速度由現(xiàn)有深孔機(jī)床的0.5～5 mm/min擴(kuò)大到0.34～8.5 mm/min，快速由2 m/min提高到5.3 m/min。

(5)走刀部分減速機(jī)選用XWE85型號(hào)，考慮到該推進(jìn)器以后維修方面的問(wèn)題，準(zhǔn)備采取原有第一根和第三根導(dǎo)軌處的齒條為傳動(dòng)齒條，推進(jìn)器移動(dòng)時(shí)單方向受力選用型號(hào)32318圓錐滾子軸承，動(dòng)載荷較大。

(6)該裝置總重量約22.6 t，與機(jī)床導(dǎo)軌接觸的部分均采用耐磨軟帶，以減少摩擦系數(shù)。

1.2 電機(jī)、減速機(jī)選用

(1)直流電動(dòng)機(jī)選用Z4-180，功率45 kW，額定轉(zhuǎn)速1500 r/min，最大轉(zhuǎn)速2800 r/min。

(2)擺線針輪減速機(jī)型號(hào)XWE85，減速比i=187，低速許用最大扭矩M=5800 N·m。

(3)快速傳動(dòng)比i=21/76×36/68×1/40=1/273。

(4)走刀傳動(dòng)i=21/76×36/68×1/187×44/60×36/68×1/40=1/131706。

(5)末端齒輪參數(shù)選用模數(shù)m=16，齒數(shù)Z=15。

2 工藝輔具設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)床輔具

活件如圖2，毛坯內(nèi)孔為?1380 mm，加工至?1630 mm。機(jī)床輔具見(jiàn)圖3。

圖3 機(jī)床輔具Figure 3 Auxiliary tools for machine

2.2 鏜桿鏜頭

依據(jù)原機(jī)床主軸箱傳動(dòng)齒輪大模數(shù)，可承擔(dān)重載荷，且主軸箱主軸旋轉(zhuǎn)具備低速，大扭矩，加工效率高等原有機(jī)床機(jī)動(dòng)性能優(yōu)勢(shì)?？梢栽O(shè)計(jì)背吃刀量25 mm。設(shè)計(jì)制作?510 mm×?410 mm空心鏜桿，與鏜頭總裝后長(zhǎng)度8500 mm。鏜頭圓周上均布遞進(jìn)把合四把75°車刀，如圖3、圖4。

1—鏜頭 2—前鏜桿 3—前連接套 4—中段連接套 5—冷卻液水管 6—支撐板 7—定位鍵 8—連接法蘭 9—水管接頭 10—密封法蘭 11—定位銷 12—導(dǎo)向木 13—冷卻液管路圖4 鏜桿鏜頭Figure 4 Boring rod and boring head

2.3 鏜桿支架、中心托架

利用機(jī)床閑置多年的第三刀架，拆除上層與新設(shè)計(jì)中心托架裝配一體，如圖5，保留下部Z軸大滑板及X軸向滑板行走傳動(dòng)副，可根據(jù)活件長(zhǎng)短，調(diào)整中心托架位置及調(diào)整鏜桿與活件中心對(duì)中。鏜桿尾端與中心支架依靠定位鍵及法蘭把合定位，中心支架裝配在推進(jìn)器的基座上。

圖5 新設(shè)計(jì)的中心托架Figure 5 Newly designed center bracket

2.4 活件托輥

原托輥需兩側(cè)調(diào)整，現(xiàn)對(duì)托輥部分進(jìn)行改造，在一側(cè)即可進(jìn)行調(diào)整，便于操作和調(diào)整。

2.5 排屑及冷卻

在鏜桿中心加裝冷卻液噴射管路，選用流量較大的YWP型無(wú)堵塞排污泵，流量65 m3/h，壓力0.65 MPa，在對(duì)刀具冷卻的同時(shí)，可以進(jìn)行鐵屑的沖排功能。利用機(jī)床原有廢棄的鐵屑收集地坑，重新設(shè)計(jì)改造，防水施工，切削液通過(guò)制作鐵屑過(guò)濾裝置，回收到切屑液水箱內(nèi)。

3 潤(rùn)滑及密封

基座及楔鐵部分的潤(rùn)滑采用貝奇爾潤(rùn)滑，齒輪傳動(dòng)箱部分及蝸輪蝸桿采用外置油泵噴淋式潤(rùn)滑，蝸輪立軸部分的銅定位套采用DF-5系銅基鑲嵌自潤(rùn)滑軸承，密封主要將蝸輪端部及底部采用骨架密封，防止噴淋潤(rùn)滑時(shí)油液泄漏。

4 總裝及試車

推進(jìn)器的行走基座、鏜桿托架、支架廠內(nèi)加工制作，鏜桿、鏜頭及其余部分傳動(dòng)零件按圖采購(gòu)，裝配部件齊全進(jìn)行總裝。

(1)基座與原機(jī)床導(dǎo)軌接觸面采用四氟軟帶、6S導(dǎo)軌膠在常溫24 h條件下晾干，精加工接觸摩擦面與導(dǎo)軌進(jìn)行刮研。

(2)裝配基座行走及走刀傳動(dòng)副各部零件，檢查蝸輪蝸桿傳動(dòng)接觸率。變擋油缸打壓試驗(yàn)變速順暢，各潤(rùn)滑油路按設(shè)計(jì)要求裝配到位，潤(rùn)滑充分。

(3)裝配基座主電機(jī)、電氣無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)匹配快、慢速參數(shù)。送電開(kāi)動(dòng)基座，觀察電機(jī)電流是否正常。

(4)裝配鏜桿支架及托架，粗調(diào)中心高。鏜桿裝配到支架及托架上，精調(diào)鏜桿中心與機(jī)床主軸箱主軸回轉(zhuǎn)中心同軸，滿足加工活件精度要求，裝配支架與推進(jìn)器基座橫縱定位鍵，符合設(shè)計(jì)圖紙、制造裝配工藝要求，采用直流變頻調(diào)整系統(tǒng)和液壓變速裝置，在操作性和負(fù)荷能力以及加工效率上較普通深孔鉆床有很大改善，各項(xiàng)技術(shù)性能完全滿足生產(chǎn)加工要求，并且一次試車成功。

5 結(jié)語(yǔ)

1682A型重型臥式車床進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)改造，利用閑置多年的第三刀架及托輥等機(jī)床原有附件，加裝推進(jìn)器裝置后，提高了機(jī)床加工內(nèi)孔的效率。經(jīng)過(guò)近三年的加工驗(yàn)證，提高了百噸級(jí)鍛件鍛造內(nèi)孔的加工難度和精度，提高了加工效率，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本。