新型镗削加工径向进刀装置设计

严鹤飞

(天水星火机床有限责任公司，甘肃 天水 741024)



新型镗削加工径向进刀装置设计

严鹤飞

(天水星火机床有限责任公司，甘肃 天水 741024)

在数控卧式车床中实现镗削加工，传统的结构方式是在床鞍滑板上安装镗削装置，通过横向滑板X方向来实现径向进刀，对加工的尺寸精度会产生很大的影响。因此，开发了一种新型镗削加工的径向进刀装置，主要是克服镗削加工中尺寸精度的控制。该机构具有结构简单、调整方便、操纵轻便灵活、镗削加工平稳可靠等特点，从而保证了工件的加工精度。

镗削加工；挠度；加工精度

在数控卧式车床中实现镗削加工，传统的结构方式是在床鞍滑板上安装镗削装置，通过横向滑板X方向来实现径向进刀，但每次都需要将镗杆退出后来实现。由于镗杆悬伸较长，进刀会因镗杆弯曲及挠度变形产生进刀误差，因而会对加工的尺寸精度产生很大的影响；还有内孔中有台阶的工件加工时进刀和退刀是很困难的。如果选用国外进口的镗刀具，其机床成本将要提高几倍的价格。因此，本文开发了一种新型镗削加工径向进刀装置，主要是克服镗削加工中的尺寸精度的控制，并在镗头上增加了支承装置，以避免因镗杆悬伸太长产生挠度变形的问题。该机构具有结构简单、调整方便、操纵轻便灵活、镗削加工平稳可靠等特点，从而保证了工件的加工精度。

1　新型镗削加工径向进刀装置简介

这种新型镗削加工径向进刀装置，主要根据笔者公司数控卧式车床十几年的生产实践，并对国内外镗削加工径向进刀方式的分析，提供一种在数控(普通)卧式车床上通过伺服电动机驱动刀具径向进给的镗削加工径向进刀装置，以提高镗削加工进给的传动精度和刚度，从而提高工件的加工精度。我们采取的技术方案是：分析了镗削装置在切削过程中对尺寸精度影响的原因，主要是镗削加工时镗杆悬伸长度的增加导致的挠度及弯曲变形，刀具在其作用下存在着进刀不准确，需要反复测量与调整刀具的进给量和切削深度，导致加工工件的精度难以

保证，效率达不到要求等问题。这种新型镗削加工径向进刀装置主要克服了镗削加工时对工件尺寸精度的控制，在镗头上采用两点支承来克服镗杆悬伸较长时产生的挠度及弯曲变形现象，避免了刀具径向进给时切削抗力作用下刀具的横向让刀现象等因素的不利影响，并且通过伺服电动机驱动丝杠使刀具能够在数控系统的控制下实现微量及自动进给，由夹紧油缸对刀夹进行夹紧定位，以保证刀具的固定更加牢靠。该机构具有结构简单、调整方便、操纵轻便灵活、运动灵敏度高，平稳性好等特点，从而保证了工件加工精度，提高了机床的稳定性。

2　新型镗削加工径向进刀装置的设计原理

2.1新型镗削加工径向进刀装置的结构原理

结构见图1，新型镗削加工径向进刀装置中前导向1与后导向3通过联结体12进行固定组成一个整体。将丝杠24安装在联结体12上，通过推力轴承25和锁紧螺母26将其固定和支承，然后将伺服电动机16通过联轴节17与丝杠24连接，使其在伺服电动机16的驱动下带动丝杠24旋转。再将丝杠螺母23与车刀夹19连接，安装在联结体12上，并与丝杠24配合后带动其做径向移动，再通过导向轴22起到阻止车刀夹19旋转和轴向限位的作用。将以上零件安装好后，整体通过镗刀杆接口4安装固定在镗刀杆5上，然后将整个镗刀杆5安装固定在镗杆支架9上，用上瓦盖6夹紧抱死，以使镗刀杆不能在瓦孔内转动和窜动。

2.2新型镗削加工径向进刀装置的使用方式

当需要加工工件内孔时将车刀20安装在车刀夹19上用螺钉21固定，根据加工工件内孔尺寸，通过数控系统编程软件设置好加工的尺寸要求，编制车削加工程序，移动滑板7和床鞍8找到加工工件的起点位置(即程序的零点位置)，通过运行程序控制镗刀杆5的纵向前后移动，当对车刀进行横向进刀时，由数控系统控制先松开锁紧块15，再控制伺服电动机16通过联轴节17驱动丝杠24带动丝杠螺母23使车刀夹19做径向移动实现进刀，然后通过高压油泵18提供液压油，使锁紧油缸2驱动锁紧杆14和螺母13带动锁紧块15对车刀19夹紧，以达到径向进刀的微量控制。

而对于较深的内孔加工，由于镗刀杆5的悬伸较长会产生一定的挠度和弯曲变形，故而在镗头上增加了前导向1和后导向3，并且在镗杆支架9的后部增加了直线导轨10和直线导轨支架11的辅助支承装置，从而保证了加工工件时的平稳性，克服了镗削加工时的挠度变形和振动问题。

3　结语

在数控(普通)卧式车床上通过伺服电动机驱动刀具进给的镗削加工的进刀装置，以提高镗削加工进给的传动精度和刚度，从而提高工件的加工精度。这种新型镗削加工的进刀装置主要克服了镗削加工时对工件尺寸精度的控制，在镗头上采用两点支承来克服镗杆悬伸较长时产生的挠度及弯曲变形现象，并且通过伺服电动机驱动丝杠使刀具能够在数控系统的控制下实现径向微量及自动进给，由夹紧油缸对刀夹进行夹紧固定，以保证刀具固定更加牢靠。该机构具有结构简单、调整方便、操纵轻便灵活、运动灵敏度高，平稳性好等特点，从而保证了工件加工精度，提高了机床加工的稳定性。

(编辑李静)

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·名词解释·

三维印刷成形法(3DP，Three Dimension Printing)三维印刷(3DP)工艺与SLS工艺类似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末、金属粉末。所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的，而是通过喷头用粘接剂(如硅胶)将零件的截面"印刷"在材料粉末上面。用粘接剂粘接的零件强度较低，还需后处理。先烧掉粘接剂，然后在高温下渗入金属，使零件致密化，提高强度。目前，该工艺已被美国的Soligen公司以DSPC (Direct Shell Production Casting)名义商品化，用以制造铸造用的陶瓷壳体和芯子。

精密模锻精密模锻是在一般模锻基础上发展起来的一种少及无切削的加工工艺。与一般模锻相比，它能获得表面质量好，机械加工余量小和尺寸精度较高的锻件。精密模锻的锻件精度主要取决于锻模的加工精度。一般要求精锻模膛的加工精度高于锻件的尺寸精度2～3级，且有导向结构来保证合模精度。另外，选好坯料和加热方法也很重要，如选择高质量的坯料，下料尺寸准确和采用少氧化或无氧化加热以及良好的润滑条件等。目前，精密模锻主要用于精化毛坯和精锻零件，所用设备为刚度大、精度高的曲柄压力机、摩擦压力机和高速锻锤。

Design of feed device for heavy-duty boring processing

YAN Hefei

(Spark Machine Tool Co., Ltd., Tianshui 741024, CHN)

To realize boring processing in NC horizontal lathe, the traditional structure is mounting a boring device on saddle; it will produce very big effect to machining accuracy by transverse slide feed alongX. So develop a new kind of boring processing feed device which mainly overcomes the dimensional accuracy control in boring processing. The institutions has the characteristics of simple structure, easy to adjust, portable and flexible manipulation, stable and reliable boring processing, so as to ensure the processing precision of the workpiece.

boring machining; deflection; machining accuracy

TH161+.3

B

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.07.003

严鹤飞，男，1978年生，工程师，现任天水星火机床有限责任公司技术中心支承部件研究所所长，主要从事数控重型机床及专用机床的研发设计。

2016-03-21)

160712