高速深孔加工數控機床的研制

陳　輝　周瑞婷

(一拖(洛陽)開創裝備科技有限公司裝備研究所，河南471004)

?

高速深孔加工數控機床的研制

陳輝周瑞婷

(一拖(洛陽)開創裝備科技有限公司裝備研究所，河南471004)

介紹了高速深孔加工數控機床的結構、主要技術參數和創新點。

數控機床；結構；設計

高速深孔加工數控機床可廣泛應用于發動機缸體、拖拉機變速箱、曲軸等零件的深孔加工。

目前深孔加工通常使用以下幾種方式：

(1)用普通刀具分工序進行加工，其缺點是工序長，占用機床臺數較多。

(2)用槍鉆進行加工，孔加工質量好，其缺點是加工時間長，需要的機床數量多。

(3)選用新型深孔鉆刀具，在加工中心上一次加工到位，但其設備投資太大。

以上方式設備投資均太大，且后期運營成本較高。高速專用型深孔鉆床既能有效提高生產效率，又能減少設備投資。

1　機床概述

1.1機床主要部件及布置形式

機床采用臥式雙面雙工位布置形式，中間有一個液壓移位滑臺，移位滑臺上面放置夾具?；_底座左右側面各連接一個非標側底座，每個側底座上各放置一個數控進給滑臺和一個液壓進給滑臺，滑臺臺面上放置非標鉆削頭，鉆削頭的主軸是有內冷孔的加工中心主軸(帶旋轉接頭和打刀缸)，配有鉆削頭傳動裝置。輸送裝置連接在夾具本體上，隨夾具一同移位。機床自動輸送工件，液壓夾緊，并采用自動潤滑系統進行導軌潤滑。

機床主軸帶有內冷卻，冷卻液從滑臺底座排入冷卻箱內，冷卻箱內的磁性排屑裝置將鐵屑排出。機床設置有外包裝。機床結構圖、剖視圖分別如圖1、圖2所示。

1.2機床動作循環

工件沿機床外滾道人工推上輸送裝置滑道上，由輸送裝置沿滑道自動輸送到夾具里，用楔鐵夾緊、液壓插銷鎖定。左右液壓滑臺快進、工進，加工完成后進給滑臺快退，移位滑臺移位至第二工位，左右數控進給滑臺快進、工進，工進到一定位置后一個滑臺退回原位，一個滑臺繼續鉆通，加工完畢后滑臺退回原位，夾緊油缸放松，拔銷，輸送裝置將工件送出夾具，送至對接支撐板上，移位滑臺從第二工位(下料位置)移至第一工位(上料位置)，進入下一循環。

2　機床主要技術參數

機床技術參數如表1所示。

圖1　機床結構圖Figure 1　Structure of machine tool

圖2　機床剖視圖Figure 2　Sectional diagram of machine tool表1　機床主要技術參數Table 1　Main technical parameters of machine tool

名稱數值深油孔直徑dmax/mm深油孔深度Lmax/mm預鉆孔刀具線速度Vmax/m·min-1鉆深孔刀具線速度Vmax/m·min-1預鉆孔滑臺工進速度/m·min-1鉆深孔滑臺工進速度/m·min-1加工中心主軸型號主軸轉速范圍/r·min-1主軸電機型號(變頻電機)機床輪廓長度/mm機床輪廓寬度/mm機床輪廓高度/mm?124307059557329BT400～1857(可調)YP132M-50-7.5-4450038001950

3　機床主要創新點

機床主要創新點如下：

(1)本機床采用專用機床的方式完成深孔加工，總投資比傳統方式大大降低。

(2)加工效率較高，以加工四缸柴油機缸體為例，加工深孔的長徑比能達到20～30(本機床達到20)，節拍能穩定地控制在3min以內。

(3)鉆削頭采用高剛性加工中心主軸結構，使加工、裝配過程更加簡單易行，且有利于提高高速切削時整臺機床的剛性。主軸中心降至最低，使切削時產生的傾翻力矩降低到最小。

(4)深孔加工刀具采用先進的硬質合金，能夠實現高速、大進給量加工，大大地縮短了加工時間。與傳統麻花鉆相比，雖然初期投資較大，但刀具的耐用度較高，加工精度很穩定。刀具一旦磨損，由專業廠家刃磨刀具，總體核算較一般麻花鉆運行成本降低。高速進給時軸向力很大，利用液壓刀柄夾持刀具，保證了切削時的穩定性。

(5)主軸和刀具都帶有內冷孔，高壓冷卻液從刀具中心噴出，隨著刀具一同進入深孔內，在進行深孔加工的同時進行冷卻，同時將深孔內不易排出的鐵屑反沖出孔外，解決了深孔加工中鐵屑很難排出、易產生積屑瘤的問題。

(6)采用第一工位打預鉆孔，第二工位鉆深孔的工藝進行加工。預鉆孔作為深孔的導向孔，可不用鉆模板進行導向，實現了剛性鉆孔，大大簡化了夾具的結構，使找正調整更加方便，同時使用過程中也節省了制造和更換鉆套的工作。

(7)機床備有完善的冷卻排屑裝置，冷卻液連同鐵屑從滑臺底座的排屑口排入冷卻排屑裝置內，通過排屑器將大部分鐵屑帶走，然后通過高精度過濾器將細微的鐵屑排走，過濾精度可達到5μm，保證冷卻液潔凈，防止主軸中心堵塞。同時在控制回路上串聯一個壓力傳感器，當壓力超過設定值時，說明冷卻液回路中有堵塞現象，則壓力傳感器將信號傳給系統，使系統報警，機床停止動作，機床使用更安全。

4　結論

機床在結構上做了大量的改進和創新，技術水平和實際精度指標顯著提升，已經通過了用戶驗收，機床各加工精度均滿足用戶要求。

編輯陳秀娟

Development of Numerical Control Machine Tool for High Speed Deep Hole Machining

Chen Hui, Zhou Ruiting

Thestructure,maintechnicalparametersandinnovationpointsofnumericalcontrolmachinetoolforhighspeeddeepholemachininghavebeenintroducedinthepaper.

numericalcontrolmachinetool;structure;design

2016—01—11

陳輝(1980—)，高級工程師，主要從事組專機床、數控機床以及工裝夾具等的設計研發工作。電話：15539710958，E-mail:185730177@qq.com

TG659

B