影响PT-30镗床加工表面质量因素的探讨

田春波

（东北轻合金有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150060）

镗床是加工空心锭内孔的专用设备。影响其加工表面质量的因素很多。主要有操作如进刀速度与吃刀量；刀具如刀具的角度；空心锭的材质与偏心状况；乳液的质量；设备状况等原因。本文仅以设备的角度分析解决影响镗床加工表面质量的设备原因。

镗床主要由主轴箱、床身、镗杆、走刀机构、夹紧机构、冷却系统等部分组成。走刀机构驱动主轴箱在床身导轨上滑动。主轴通过其定心轴颈与镗杆相连。顶刀机构把刀具固定在镗杆上，镗床加工空心锭是通过夹紧机构把空心锭夹紧固定，镗杆随同主轴转动并水平移动带动刀具实现的。分析镗床的结构和加工过程，可以得出影响镗床加工表面质量的设备原因。

1 夹紧机构

夹紧机构影响加工表面质量的形式有两种：

1.1 夹紧力不足

压缩空气的压力不足会造成夹紧力不足，一般压缩空气的压力保持在4kg/cm2以上才能正常生产。夹紧风缸的密封件损坏也会造成夹紧力不足，这时只要更换损坏的密封件就可解决问题。

夹紧力不足会使加工的空心锭轴向移动或径向转动，从而影响其加工表面质量。

1.2 夹紧偏心

夹紧偏心是由于两个夹紧臂不对称造成的。测量加工完的空心锭，就可以确定偏心的方向和大小，然后调整夹紧机构两侧的丝杠就可解决问题。

夹紧偏心造成刀具在切削加工中随着切削量的不断变化，切削力跟着不断变化，从而引起镗杆的跳动，影响加工表面的质量。

2 顶刀机构

镗杆的粗端是空的，其中有一芯杆。芯杆在风缸的作用下轴向移动，放松或夹紧刀具。顶刀机构存在问题能引起刀具的跳动。检查处理刀具跳动问题可以从四个方面去考虑。

2.1 压缩空气的压力：当压缩空气的压力低于4kg/cm2时，就会使刀具夹不牢。

2.2 压缩风缸的密封件:密封件损坏会造成风缸漏风夹紧力不足，从而使刀具夹不牢，解决办法就是更换密封件。

2.3 芯杆头与镗杆孔的配合：当配合间隙过大时，芯杆头会在孔中摆动，从而带动刀具也摆动，影响加工表面的质量。解决办法就是重新研配芯杆头。

2.4 芯杆头的斜面角度与刀具滑块的角度：当二者的角度不对时，二者的接触为线接触，造成刀具固定不牢而摆动。从而影响加工表面的质量。解决办法就是重新研配二者的配合角度。

3 镗杆及其三支点

在日常生产中，镗杆及其三支点最容易出现各种问题，并且其与切削点直接作用。因此镗杆及其三支点是影响镗床加工表面质量的最主要原因。

3.1 镗杆

镗杆固定于主轴定心轴颈，随主轴一起转动，这就要求镗杆的中心线与主轴的中心线要尽量保证同轴。镗杆工作时才能不跳动。通过测量调整镗杆中心线的径向跳动能够保证二者的同轴度。安装百分表使其测头接触镗杆表面，使主轴旋转。就可读出镗杆的径向跳动值，不断测量、调整，直到在主轴端的径向跳动为0.04mm。在距离主轴端300mm处，径向跳动为0.06mm。这时就满足了精度要求。

镗杆容易产生的另一个问题是变形。镗杆是细长结构，且末端一段变细，这就使镗杆容易在变径处产生弯曲变形，使镗杆的直线度超出标准0.03mm的范围。如果镗杆的变形较小，可以通过冷矫恢复其直线性。如果变形过大只能更换镗杆。以上两种情况影响加工表面质量的方式基本是相同的，由于镗杆的三支点是同心的，镗杆没有装正或镗杆不直都能使镗杆受力而变形。在工作中径向跳动过大而影响加工表面的质量。

3.2 镗杆的三支点

镗杆的三支点是支点I-主轴的定心轴颈、支点Ⅱ-大铜套、支点Ⅲ-小铜套三个支点。其影响加工表面质量的方式主要有以下几种：

3.2.1 三支点不同心

三支点不同心必然使镗杆受力变形，径向跳动变大，从而影响加工表面质量。调整三支点同心以主轴中心线为基准。首先测量调整支点Ⅱ与主轴轴线同轴。二者同轴需满足三个技术要求。

A.支点Ⅱ中心线对主轴箱移动的平行性在500mm长之内为0.5mm。在附属装置的棱柱体上紧固带伸出部分=500mm的检查轴（在棱柱体的前端），安放百分表于主轴上，其测量头接触检查轴的表面。主轴箱沿着床面移动，在检查的每一节上，偏差的测量按两条直径相对的表面来进行。在主轴回转180度时，其误差为该平面上次测量点平均的算术结果的一半。B.主轴中心线和支点Ⅱ大铜套的同轴度为0.06mm。其误差为该平面测量点的算术结果的一半。C.主轴中心线和支点Ⅱ前壁孔同轴度为0.03mm。其误差为该平面测量点的算术结果的一半。然后以支点Ⅰ与支点Ⅱ的轴线为基准。测量、调整支点Ⅲ与其同轴度为0.06mm。其方法为安装百分表在镗杆上，其测头接触212轴承装配孔形成表面，旋转镗杆，其误差为读数代数差的一半。

3.2.2支点Ⅱ大铜套调整过松或230轴承间隙过大

大铜套调整过松或230轴承间隙过大，都能造成支点Ⅱ对镗杆的约束作用减弱，使镗杆的径向跳动加剧。从而影响加工表面的质量，这种影响在镗杆不直时更加明显。在日常生产中，在保证主轴箱平稳运行的前提下，大铜套要尽量调紧一些，230轴承也要经常检查，发现问题要及时处理。这些都有助于提高镗杆运转的平稳性，提高加工表面的质量。

4 两种常见加工表面质量问题的分析

4.1 镗削加工到中间偏支点Ⅱ一侧的位置附近时，镗杆强烈跳动，加工表面起棱子。这是因为设备存在镗杆不直、三支点不同心、镗杆没有装正等问题。由于三支点的作用，镗杆受力变形弯曲。刚开始镗削时，镗杆变径处距支点Ⅲ较近，变径处到支点Ⅲ之间的这段镗杆刚度较大，因此镗杆的受力变形弯曲点在受力最大的支点Ⅱ处。随着镗削加工的进行，镗杆变径处距支点Ⅲ逐渐变远，变径处到支点Ⅲ的细镗杆的长度逐渐变长，刚度逐渐变小。

4.2 镗削加工将近结束的一段，镗杆跳动剧烈加工表面起棱子。这是因为此时镗杆与小铜套已脱开。小铜套对镗杆的支承约束作用消失，而设备又存在主轴跳动，大铜套调整过松或230轴承间隙过大等问题。这时镗杆剧烈跳动，从而影响加工表面的质量。

5 结束语

PT-30镗床是加工空心锭内孔的专用设备。该设备投产多年，各项性能指标已严重下降，而随着公司产量的不断增大。对产品质量的要求不断提高，因此研究影响PT-30镗床加工表面质量的因素，保证产品质量其意义重大。

[1]机械设计手册[M].北京：化学工业出版社.