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第 19卷第 4 期2009年 10 月? ? ? ? ? ? ?安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院 学 报Journal of AnhuiVocational College of Metallurgy andTechnology? ? ? ? ? ? ? ?Vol. 19. No. 4Oct. 2009深孔钻组合机床的设计及制造丁贵军, 王硕煜, 杨 ? 钧, 吴昊川( 马钢第二机械设备制造公司? 安徽马鞍山? 243000)摘? 要:介绍了马钢第二机制公司在加工深孔时利用数控机床加工, 为了降低生产成本, 提高数控机床的使用率, 根据深孔加工的特点, 设计并制造了一台专门用于加工深孔的组合机床。关键词:深孔组合机床; 设计; 制造中图分类号: TG52? 文献标识码: A? 文章编号: 1672- 9994( 2009) 04- 0024- 03收稿日期: 2009- 08- 10作者简介: 丁贵军( 1980- ) , 男, 马钢第二机械设备制造公司, 技术人员。? ? 马钢第二机制公司一直以来依靠数控机床加工深孔, 影响了数控机床的使用效率, 为了降低生产成本, 提高数控机床的使用率, 根据深孔加工的特点, 设计并制造了一台专门用于加工深孔的组合机床。组合机床不但成本低而且结构简单、 使用方便, 通过设计专用工装可以满足板类、 辊类工件的深孔加工, 降低了我公司的生产成本。1? 深孔加工机床主要形式深孔加工在机械加工中是一项很难的工艺, 尤其是直径在 15mm 一下, 长度超过 500mm 的深孔,并且孔的位置精度要求很高的工件, 这就要就有很成熟的深孔加工工艺, 并配有性能良好的机床进行加工。深孔加工要求机床有较高的转速和稳定的进给量, 现在我国已经有很多生产厂家生产专有的深孔加工设备, 专业的深孔加工机床主要分为:( 1) 电机主轴深孔机床电机主轴深孔加工机床主要利用电机直接带动主轴工作, 刀具采用电机主轴驱动进行深孔加工。这种机床结构简单、 价格低, 但加工深孔有一定的局限性。( 2) 数控深孔机床数控深孔机床又可分为大三坐标和小三坐标等数控深孔机床, 配置三坐标数控系统, 立柱横向移动、 横梁垂直方向移动、 升降工作台呈横向、 垂直方向移动等功能。这种机床可以完成形状复杂工件的深孔加工, 应用范围较广, 但是价格较高。2? 深孔加工专用机床的设计马钢第二机制公司近年来在进行深孔加工技术攻关, 利用一台美国数控机床进行深孔加工, 虽然定位准、 操作方便, 但是深孔加工周期长, 长时间的占用数控机床, 影响了数控机床的使用效率, 并且使生产成本提高。专用的深孔加工机床要么结构简单对工件的深孔加工有局限性, 要么价格太高不能接受, 为了提高数控机床的使用率、 降低成本,马钢第二机制公司决定制作一台专门用于深孔加工的组合机床。2?1? 十字滑台和动力头的选择马钢第二机制公司的深孔加工工件的材质主要是铜和钢, 这两种材质的深孔加工需要相近的主轴转速和进给量, 于是将转速和进给量固定在要求范围内, 再根据有深孔的工件加工范围确定组合机床的行程, 在确定基本参数后, 决定采用十字滑台带动动力头运动, 十字滑台可以完成前后和左右的平移, 根据行程确定十字滑台的初步外形尺寸, 然后利用软件绘制出十字滑台的实体图, 如图 1 所示。绘制出十字滑台的实体图后, 再利用软件在电脑上进行模拟运动, 最终确定了十字滑台的外形尺寸。动力头是主轴旋转部件, 由动力头带动刀具旋转进行加工。由于十字滑台和动力头需要专业厂家制造, 于是经过与有关厂家交流最终确定了十字滑台和动力的具体参数, 以及与之配套的电气柜的参数, 具体如下:( 1) 十字滑台型号:HJS100( 1000? 800)? 1000- 2000台面尺寸: 1000? 800?上滑台行程: 1000?下滑台行程: 2000?上滑台形式: 普通机械驱动带手动调整, 滚珠丝杠调整, 带机械锁紧。下滑台形式: 普通机械驱动带手动调整, 滚珠丝杠调整, 带机械锁紧。( 2) 动力头型号: ITA32 ING32转速: 500 1600rpm装机速度: 1200rpm功率: 5. 5kW主轴孔: ISO50( 3) 电气柜能够实现上、 下滑台的快进、 工进、 快退的调整及动力的运行。图 1? 十字滑台实体图2?2? 工作台的设计与制作工作台是直接固定在地面的, 没有旋转、 移动、升降等附加功能, 因此工作台只需要在高度和面积上符合工艺要求即可, 根据铜板工装的面积最后确定了工装的面积为 2000 mm ? 1500 mm, 工作台的实体图如图2 所示。图 2? 工作台实体图3? 组合机床的安装调试3?1? 组合机床的安装组合机床在安装时, 先将十字滑台和工作台安装在地面上, 用调整垫铁进行调整达到水平, 动力头安装在十字滑台上, 再利用芯棒将动力头主轴的各项参数调整到正规机床的公差范围内, 然后利用芯棒测量动力头主轴中心到工作台上平面高度, 根据此高度设计专用工装。3?2? 组合机床的改进组合机床的主要功能是钻深孔, 深孔加工是机械加工中较难的一道工艺, 不但对设备的转速、 进给等的要求高, 还对钻头的要求非常高, 不同的钻头对设备的要求不同, 在有关人员进行多次技术交流后, 发现组合机床的转速和进给还不能满足深孔钻的要求, 于是又为组合机床增加一套增速机构,使主轴转速到达要求, 又通过调整组合机床进给齿轮箱, 使进给量可以在 20 60 mm? min 的范围内可调, 安装好的组合机床如图 3所示。图 3? 组合机床4? 组合机床的试加工和生产4?1? 组合机床的试加工制作组合机床的主要目的是为了加工深孔, 在摸索深孔技术的同时, 不断地利用组合机床进行深孔试加工, 在钢和铜材质的边角料上进行试加工,经过不断的试验证明组合机床可以满足深孔加工的技术要求。4?2? 组合机床的正式加工生产在组合机床试加工后, 转入到正式的生产。扇形段项目是马钢第二机制公司的一项重点开发项目, 扇形段中有直径 60mm 长度就 2390mm 的长轴,长轴上需要加工 6 个深孔, 深孔的直径只有 7mm长度达到了 150mm 1050mm 不等, 为加工深孔专门制作了工装固定长轴。在加工深孔前用软件模拟了组合机床和工装的安装精度如图 4 所示。在实体图上演示后达到技术要求后, 进行了实际加工, 在加工中利用成熟的深孔加工工艺, 加工了多根扇形段长轴, 在最后的加工辊面孔与长孔对接后 25 总第 46 期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 丁贵军, 王硕煜等: 深孔钻组合机床的设计及制造符合图纸的技术要求, 在大批量的加工扇形段长轴深孔后, 深孔都达到了技术要求。在成功的加工扇形段长轴深孔后, 又在废旧的结晶器上进行深孔加工, 其中加工出的长 1100mm直径 11mm 的直孔对接误差在 0. 5mm 以内达到了技术要求。图 4? 扇形段长轴加工5? 结语组合机床安装调试后进行了试加工和实际生产后满足了深孔加工的技术要求, 组合机床的制作使马钢第二机制公司有了专门用于深孔加工的机床, 使数控机床能更好的发挥作用创造出更多的价值, 并节约了大量的用于采购设备的资金。组合机床为马钢第二机制公司进一步的探索深孔加工技术提供了有力的设备保障, 有了成熟的深孔加工技术后, 利用低成本的组合机床加工出高附加值的深孔, 可以在各种钢件上钻直径 ?6 以上, 孔深为 1 m 1. 8 m 的高难度深孔, 为马钢第二机制公司创造出更多的效益。参 考 文 献1 ? 成大先? 机械设计手册M? 北京: 化工工业出版社,20082 ? 杨可桢, 程光蕴, 李仲生? 机械设计基础M? 北京:高等教育出版社, 20063 ? 林江? 机械制造基础M? 北京: 机械工业出版社,2006Building- block Machine Use forDeep Hole Machining Design and ManufactureDING Gui- jun,WANG Shuo- yi etc.? ? Abstract: ? This article introduced one building- block machine use for deep hole machining that de?signed and manufactured by our company, for the sake of reduce output cost and enhance unilization ratio ofnumerical control machine.? ? Key words: ? Building- block machine; Design;Manufacture迁址启事? ? 日前, 马钢( 集团) 控股有限公司决定由安徽冶金科技职业学院与马钢技师学院合并, 组建马钢教育培训中心,!安徽冶金科技职业学院学报编辑部主要办公地点已迁址马鞍山市湖南东路727号( 马钢技师学院办公楼, 原马钢日报社大楼 407 室) , 电话为 0555- 2880113;