3965 鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

3965 鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì),鉆孔,組合,機(jī)床,設(shè)計(jì) 第12卷第4期2004年8月光學(xué)精密工程O(píng)ptics and Precision EngineeringVol. 12 No. 4Au g. 2 004文章編號(hào)1004-924X(2004)04-0228-03深孔槍鉆組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題王少巖，劉華軍(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧丹東118002)摘要:在深孔槍鉆組合機(jī)床的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，有很多技術(shù)性問(wèn)題需不斷地探索和研究，根據(jù)作者對(duì)槍鉆機(jī)床的設(shè)計(jì)和研制，總結(jié)出在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，如果控制得好，就能夠保證深孔加工的質(zhì)量.關(guān)健詞:槍鉆組合機(jī)床;導(dǎo)向裝里;切劉液中圖分類(lèi)號(hào):TG52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ASeveral key problems in designing a combinedma ch in ef or d eep g un d rillWANG Shao-yan,LIU Hua-jun(Liaoning College of Machinery&Electricity Vocational Technology，Dandong 118002，China)Abstract:In designing and producing a combinated machine for the deep gun drill, many technicalproblemss houldb ec onstantlyc onsidereda nds tudied.S everalk eyp roblemsw hichs houldb ep aida ttentionto design and produce the combinated machine for the deep gun drill are presented and discussedfor improving the quality of the deep gun drill.Key words: combinated machine for the deep gun drill; guiding setting;cutting liquid1 問(wèn)題的提出深孔 槍 鉆 組合機(jī)床(以下簡(jiǎn)稱(chēng)槍鉆機(jī)床)是40年代出現(xiàn)的一種特殊組合機(jī)床，早期主要用于加工汽車(chē)、軍事工業(yè)中一些零件的深孔(長(zhǎng)徑比L/D>5的孔)，現(xiàn)在也用于加工淺孔。槍鉆機(jī)床用來(lái)加工深孔時(shí)，LID一般可達(dá)到100以上，最大甚至可達(dá)到200，可一次加工出精度很高的深孔，孔徑精度可達(dá)到IT7以上，粗糙度可達(dá)到Ra=1.6 ^-0.4 ，直線(xiàn)度可高達(dá)0.1/10 00。亦可一次加工出精度很高的淺孔，取代傳統(tǒng)的鉆擴(kuò)鉸加工工藝，解決了鉆擴(kuò)鉸工藝不能解決的難題。用槍鉆組機(jī)床加工深孔，其所有工藝過(guò)程都由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上得到廣泛應(yīng)用。鑒 于槍 鉆 機(jī)床的上述工藝特點(diǎn)，它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與傳統(tǒng)的鉆幢類(lèi)組合機(jī)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(rùn)滑方式等均有不同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。下面主要就槍鉆機(jī)床各主要部件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性問(wèn)題加以探討。收稿日期:2004-02-17;修訂日期:2004-04-15.第4期王少巖，等:深孔槍鉆組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題2 幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)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(wàn)Q刀柄刀桿A 刀頭切削液圖1 槍鉆刀具的組成Fig. 1 Composition of gun drill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(gè)刀具是空心的，當(dāng)槍鉆刀具開(kāi)始鉆削時(shí)，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(gè)重要問(wèn)題是:當(dāng)?shù)额^離開(kāi)導(dǎo)向套后，刀頭可起自導(dǎo)向作用，防止發(fā)生偏斜，保證孔的直線(xiàn)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(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)槍 鉆機(jī) 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(shí)刀具的進(jìn)給量比較小，可達(dá)到。.005 mm/r，因此槍鉆主軸對(duì)其軸向竄動(dòng)要求非常嚴(yán)格，應(yīng)控制在0.00 3m m以?xún)?nèi)，若軸向竄動(dòng)量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)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(jì)應(yīng)保證噪聲小，傳動(dòng)平衡。為了達(dá)到這一目的，一般采用楔形皮帶傳動(dòng)，主軸等關(guān)鍵零件需要在加工完畢后做動(dòng)平衡檢驗(yàn)。所以，在加工主軸時(shí)，所有外圓均需磨削，以利于實(shí)現(xiàn)其動(dòng)平衡，對(duì)主軸的徑向跳動(dòng)一般不做特殊要求。槍 鉆 機(jī) 床切削加工時(shí)，由于切削力和進(jìn)給量都較小，對(duì)主軸剛性要求低于其他機(jī)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. 005 mm左右，軸承外圈與箱體內(nèi)孔的配研間隙一般為0. 005 mm左右。2.3 導(dǎo)向裝置這 是槍 鉆 機(jī)床本身特需的一種導(dǎo)向裝置，它可實(shí)現(xiàn)槍鉆刀具的準(zhǔn)確切人與導(dǎo)向，切屑和切削液的混合物在導(dǎo)向裝置中被引流到排屑系統(tǒng)中去，并由導(dǎo)向裝置對(duì)切削區(qū)域飛濺的切削液進(jìn)行封閉處理和控制。導(dǎo)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. 005~ 0. 012 mm之間，當(dāng)間隙超過(guò)0.02 m m時(shí)導(dǎo)套就應(yīng)更換，所有導(dǎo)套一般都用硬質(zhì)合金制作。2.4 進(jìn)給滑臺(tái)由于 槍 鉆 加工時(shí)進(jìn)給量很小，因此要求滑臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)且不允許爬行，這與主軸不允許軸向竄動(dòng)是同一道理。設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇1 HJC系列高精度機(jī)械滑臺(tái)(GB3668. 4-83)，該滑臺(tái)帶有調(diào)速裝置(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整槍鉆進(jìn)給量)，采用滾珠絲杠傳動(dòng)，三導(dǎo)向，精度保持性好，導(dǎo)向約束穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)性能也很好。另外，在選用機(jī)械滑臺(tái)時(shí)還要注意必須使寬度規(guī)格尺寸小，但行程要長(zhǎng)。槍鉆機(jī)床不能采用液壓滑臺(tái)。2.5 切削液處理及供給系統(tǒng)[E1槍鉆 加 工 時(shí)對(duì)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(guò)濾精度，才能保證槍鉆加工冷卻和沖屑的順利實(shí)現(xiàn)。尤其是槍鉆切削液的過(guò)濾精度，對(duì)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(shí)踐表明，當(dāng)切削液過(guò)濾精度為20f.m時(shí)，刀具刃磨一次可鉆孔14個(gè);在其他情況不變的情況下，過(guò)濾精度為10 um時(shí)，刀具刃磨一次可鉆54個(gè)孔，并且過(guò)濾精度對(duì)孔表面粗糙度的影響更為明顯。簽于如此，槍鉆機(jī)床過(guò)濾系統(tǒng)必須采用多級(jí)過(guò)濾，將切削液與切屑(多為細(xì)屑)的混合物嚴(yán)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(dòng)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(diǎn)劃線(xiàn)內(nèi)為槍鉆切削液處理與排屑系統(tǒng)，其中精過(guò)濾需有堵塞發(fā)迅裝置報(bào)警，由PLC控制切換，油溫控制柜使切削液的溫度控制在550C以下，整個(gè)系統(tǒng)需有足夠的容量。光學(xué)精密工程第12卷﹁凈外臀科11!︺切削液和少量切屑(臟切削液)間 z h 粗 過(guò)濾目半精過(guò)濾精過(guò)游精過(guò)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(jī)加潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)，兼有水性和油性的雙重性能，具有極壓、潤(rùn)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(shì)。油溫控制柜統(tǒng)-一卜。系二陽(yáng)必舊滋屑一月n-L _ 」_ _ _ _導(dǎo)向裝置萬(wàn)真槍鉆機(jī)床主軸后端3 結(jié)束語(yǔ)圖2Fig. 2 Cutting切 削液處理與供給系統(tǒng)liquid processing and offering system2.6 槍鉆切削液槍鉆 切 削 液必須是專(zhuān)門(mén)配制的，它分為油基和水基切削液[Ill。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(diǎn)較多，如冷卻性差、清洗性綜上 所 述 ，由于槍鉆機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的諸多關(guān)鍵性因素，因此它對(duì)設(shè)計(jì)、制造的要求也很高。近10年來(lái)我國(guó)槍鉆機(jī)床制造技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，同時(shí)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(jī)床的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)能更上一層樓。參考文獻(xiàn):[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(jī)床，2003,11;29-30.TANG S Z. Water cooling liquid used in gun drill machining[J]. Manufacturing Technology&Machine Tool，2003，11:29-30. (in Chinese)周新.槍鉆冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2002,9;66-68.ZHOU X. The improving of colding system on gun drill[J]. Modular Machine Tool &Automatic Machining Technology，2002,9:66-68. (in Chinese)劉鋼.由小直徑深孔刀具的革新談創(chuàng)新設(shè)計(jì)〔J].中國(guó)機(jī)械工程，2001,12;35-40.LIU G.T hec reatingd esigno ns malld iameterd eepg und rillin novating[J].C hinaM echanicalE ngineering,20 01，12:35-40. (in Chinese)作者簡(jiǎn)介:王少巖(1959-)，男，遼寧丹東人，遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系副教授。__