減速箱箱蓋鉆孔組合機床設(shè)計【鉆4-M8螺紋孔】【說明書+CAD】

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S e v e r a l k e y p r o b l e m s w h i c h s h o u l d b e p a i d a t -t e n t i o n t o d e s i g n a n d p r o d u c e t h e c o m b i n a t e d m a c h i n e f o r t h e d e e p g u n d r i l l a r e p r e s e n t e d a n d d i s -c u s s e d f o r i m p r o v i n g t h e q u a l i t y o f t h e d e e p g u n d r i l l .K e y w o r d s : c o m b i n a t e d m a c h i n e f o r t h e d e e p g u n d r i l l ; g u i d i n g s e t t i n g ; c u t t i n g l i q u i d1 問題的提出 深孔槍鉆組合機床( 以下簡稱槍鉆機床) 是4 0 年代出現(xiàn)的一種特殊組合機床， 早期主要用于加工汽車、 軍事工業(yè)中一些零件的深孔( 長徑比L / D 5 的孔) ， 現(xiàn)在也用于加工淺孔。槍鉆機床用來加工深孔時， L I D一般可達到 1 0 0以上， 最大甚至可達到2 0 0 ， 可一次加工出精度很高的深孔， 孔徑精度可達到I T 7以上， 粗糙度可達到R a=1 . 6 - 0 . 4 ， 直線度可高達0 . 1 / 1 0 0 0 。亦可一次加工出精度很高的淺孔， 取代傳統(tǒng)的鉆擴鉸加工工藝， 解決了鉆擴鉸工藝不能解決的難題。用槍鉆組機床加工深孔， 其所有工藝過程都由P L C來實現(xiàn)自動控制， 在自動生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。 鑒于槍鉆機床的上述工藝特點， 它在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與傳統(tǒng)的鉆幢類組合機床有很大區(qū)別， 如刀具、 主軸箱結(jié)構(gòu)、 排屑方式， 切削液及潤滑方式等均有不同的設(shè)計特點。下面主要就槍鉆機床各主要部件設(shè)計的關(guān)鍵性問題加以探討。收稿日期: 2 0 0 4 - 0 2 - 1 7 ; 修訂日期: 2 0 0 4 - 0 4 - 1 5 .第 4 期王少巖， 等: 深孔槍鉆組合機床設(shè)計中的幾個關(guān)鍵性問題2 幾個關(guān)鍵性問題2 . 1 槍鉆刀具 槍鉆刀具一般由三部分組成: 刀柄、 刀桿、 刀頭， 如圖 1 所示。A為心劣召A兜冷萬Q刀柄刀桿 A刀頭切削液圖1 槍鉆刀具的組成F i g . 1 C o m p o s i t i o n o f g u n d r i l l 刀桿一般為鉻相鋼管， 刀頭為硬質(zhì)合金， 二者焊接后在其外圓上制成 A -A剖視圖中的“ V ” 形排屑槽， 整個刀具是空心的， 當槍鉆刀具開始鉆削時， 高壓切削液從刀具后端打人， 經(jīng)其內(nèi)孔至刀頭， 切屑被切削液從排屑槽沖出。這里要解決一個重要問題是: 當?shù)额^離開導向套后， 刀頭可起自導向作用， 防止發(fā)生偏斜， 保證孔的直線度。為避免損傷已加工孔的表面質(zhì)量， 刀桿直徑通常比刀頭直徑小0 . 1 D左右。因此， 槍鉆刀具的結(jié)構(gòu)與排屑方式等極具特殊性。2 . 2 機床主軸箱結(jié)構(gòu) 槍鉆機床的主軸箱結(jié)構(gòu)， 一般采用精鏗頭的結(jié)構(gòu)。由于槍鉆加工時刀具的進給量比較小， 可達到。 . 0 0 5 m m / r ， 因此槍鉆主軸對其軸向竄動要求非常嚴格， 應(yīng)控制在0 . 0 0 3 m m以內(nèi)， 若軸向竄動量過大， 會導致進給量不均勻， 從而影響加工精度和損壞刀具。 槍鉆主軸的轉(zhuǎn)速一般較高， 因此主軸系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)保證噪聲小， 傳動平衡。為了達到這一目的，一般采用楔形皮帶傳動， 主軸等關(guān)鍵零件需要在加工完畢后做動平衡檢驗。所以， 在加工主軸時，所有外圓均需磨削， 以利于實現(xiàn)其動平衡， 對主軸的徑向跳動一般不做特殊要求。 槍鉆機床切削加工時， 由于切削力和進給量都較小， 對主軸剛性要求低于其他機床。主軸軸承一般采用高精度向心推力球軸承， 軸承內(nèi)圈與主軸的配磨間隙一般為 0 . 0 0 5 m m左右， 軸承外圈與箱體內(nèi)孔的配研間隙一般為0 . 0 0 5 m m左右。2 . 3 導向裝置 這是槍鉆機床本身特需的一種導向裝置， 它可實現(xiàn)槍鉆刀具的準確切人與導向， 切屑和切削液的混合物在導向裝置中被引流到排屑系統(tǒng)中去， 并由導向裝置對切削區(qū)域飛濺的切削液進行封閉處理和控制。 導套的材料、 加工精度和與刀頭的配合間隙是影響加工質(zhì)量的主要因素， 它與刀頭的配合間隙一般在 0 . 0 0 5 0 . 0 1 2 m m之間， 當間隙超過0 . 0 2 m m時導套就應(yīng)更換， 所有導套一般都用硬質(zhì)合金制作。2 . 4 進給滑臺 由于槍鉆加工時進給量很小， 因此要求滑臺運行平穩(wěn)且不允許爬行， 這與主軸不允許軸向竄動是同一道理。設(shè)計時必須選擇 1 H J C系列高精度機械滑臺( G B 3 6 6 8 . 4 - 8 3 ) ， 該滑臺帶有調(diào)速裝置( 可根據(jù)實際情況調(diào)整槍鉆進給量) ， 采用滾珠絲杠傳動， 三導向， 精度保持性好， 導向約束穩(wěn)定性及動態(tài)性能也很好。另外， 在選用機械滑臺時還要注意必須使寬度規(guī)格尺寸小， 但行程要長。槍鉆機床不能采用液壓滑臺。2 . 5 切削液處理及供給系統(tǒng) E 1 槍鉆加工時對切削液的要求非常高， 切削液必須有合適的壓力， 足夠的流量和很高的過濾精度， 才能保證槍鉆加工冷卻和沖屑的順利實現(xiàn)。尤其是槍鉆切削液的過濾精度， 對刀具的耐用度、內(nèi)孔的表面粗糙度、 尺寸精度、 液壓泵和閥的磨損有很大影響。實踐表明， 當切削液過濾精度為 2 0f .m時， 刀具刃磨一次可鉆孔1 4 個; 在其他情況不變的情況下， 過濾精度為1 0 u m時， 刀具刃磨一次可鉆 5 4 個孔， 并且過濾精度對孔表面粗糙度的影響更為明顯。簽于如此， 槍鉆機床過濾系統(tǒng)必須采用多級過濾， 將切削液與切屑( 多為細屑)的混合物嚴格分離， 提高槍鉆使用壽命和加工質(zhì)量。槍鉆的排屑裝置多為自動磁性排屑裝置。槍鉆切削液的處理與供給系統(tǒng)的循環(huán)， 如圖2 所示。 圖2 中的雙點劃線內(nèi)為槍鉆切削液處理與排屑系統(tǒng)， 其中精過濾需有堵塞發(fā)迅裝置報警， 由P L C控制切換， 油溫控制柜使切削液的溫度控制在 5 5 0 C以下， 整個系統(tǒng)需有足夠的容量。光學精密工程第 1 2卷凈外臀科11!切削液和少量切屑 ( 臟切削液) 間z h粗過濾目半精過濾精過游精過濾差， 產(chǎn)生的油霧防火性差， 環(huán)保性差等， 已難以適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。而水基半合成切削液， 是新一代理想的機加潤滑冷卻介質(zhì)， 兼有水性和油性的雙重性能， 具有極壓、 潤滑、 冷卻、 防銹和清洗能力， 環(huán)保性好， 有取代油基切削液趨勢。油溫控制柜統(tǒng)-一卜。系二陽必舊滋屑一月n-L_導向裝置萬真槍鉆機床主軸后端3 結(jié)束語圖 2F i g . 2 C u t t i n g 切削液處理與供給系統(tǒng)l i q u i d p r o c e s s i n g a n d o f f e r i n g s y s t e m2 . 6 槍鉆切削液 槍鉆切削液必須是專門配制的， 它分為油基和水基切削液I l l 。切削液質(zhì)量是槍鉆加工中重要的控制環(huán)節(jié)。油基切削液以往用的比較多， 但油基切液目 前暴露的缺點較多， 如冷卻性差、 清洗性 綜上所述， 由于槍鉆機床結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的諸多關(guān)鍵性因素， 因此它對設(shè)計、 制造的要求也很高。近 1 0 年來我國槍鉆機床制造技術(shù)取得了長足的進步， 同時也要求我們從事這一行業(yè)的技術(shù)工作者要不斷地探索和研究， 使槍鉆機床的設(shè)計與制造技術(shù)能更上一層樓。參考文獻: 1 仁 2 3 唐善洲. 槍鉆加工中的水基切削液 J .制造技術(shù)與機床， 2 0 0 3 , 1 1 ; 2 9 - 3 0 .T A N G S Z . Wa t e r c o o l i n g l i q u id u s e d in g u n d r i l l m a c h i n i n g J . M a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y&M a c h i n e T o o l ，2 0 0 3 ， 1 1 : 2 9 - 3 0 . ( i n C h i n e s e )周新. 槍鉆冷卻系統(tǒng)的改進 J . 組合機床與自 動化加工技術(shù)， 2 0 0 2 , 9 ; 6 6 - 6 8 .Z H O U X . T h e i m p r o v i n g o f c o l d i n g s y s t e m o n g u n d r i l l J . M o d u l a r M a c h i n e T o o l & A u t o m a t i c M a c h i n i n g T e c h -n o l o g y ， 2 0 0 2 , 9 : 6 6 - 6 8 . ( i n C h i n e s e )劉鋼.由小直徑深孔刀具的革新談創(chuàng)新設(shè)計 J .中國機械工程， 2 0 0 1 , 1 2 ; 3 5 - 4 0 .L I U G . T h e c r e a t i n g d e s i g n o n s m a l l d i a m e t e r d e e p g u n d r i l l i n n o v a t i n g J . C h i n a Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , 2 0 0 1 ，1 2 : 3 5 - 4 0 . ( i n C h i n e s e )作者簡介: 王少巖( 1 9 5 9 -) ， 男， 遼寧丹東人， 遼寧機電職業(yè)技術(shù)學院機械工程系副教授。