深孔钻床的改造

第2期(总第83期)机械管理开发2005年4月MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENApr.2005深孔钻床的改造程峰关世玺吴伏家(中北大学车辆与动力工程系山西太原030051)【摘要】应用可重构设计理论和先进的“DF”负压抽屑机理,对传统的深孔钻床进行了功能模块化设计和数控改造。同时实现了深孔刀具的系列化设计,极大地提高了深孔钻床的加工质量和应用范围。【关键词】深孔钻床深孔刀具液压系统数控系统【中图分类号】TG523【文献标识码】B【文章编号】1003-73x(2005)02-0013-02按照可重构技术的方法和卧式深孔数控机床的特深孔加工是集深孔刀具、辅具和机床于一体的机点,可将机床分成以下几个功能模块:床身(基座);主械加工工艺技术。其中刀具及排屑技术是深孔加工的轴(动力头);液压系统;传动系统;数控系统和刀辅具关键。本文是在借鉴先进的深孔加工技术-单管内排等。各个模块又可以继续划分功能模块。例如,床身又屑和喷吸深孔加工技术的基础上,应用数控技术对传可分为以下模块:床身基座模块:框架-标准化型材统的深孔钻床进行了改造和研制,并实现了刀具和辅标准传动件:丝杠和螺母;电力驱动件:交流伺服电机具的专业化、系列化设计。步进电机;传感器:反馈元件和限位开关;标准接口部深孔钻床改造的技术方案件:电机接口和刀辅具接口。考虑到军品深孔加工的特点和技术要求,应用现2.1.2结构可行性方案及可重构性分析代微电子技术、计算机技术及先进的“DF”抽屑技术根据深孔零件族中被加工工件的大小、复杂程度为军工企业的技术改造推出一种单管内排屑喷吸钻和加工工艺进行重构。(1)被加工件尺寸大小变化时(SED)深孔加工机床,也称双轴数控深孔钻床。可以通过改变直线运动模块来满足要求,或者改变床设计方案如下:(1)采用可重构设计理论,进行功身的长度来满足要求。(2)被加工件几何复杂度变化能模块化设计,应用标准件和设计标准接口,使机床具时,例如由回转体改变为非回转体可通过改变机床运有一定的可重构性,满足系列化生产要求。(2)主轴采动模式来适应,如将机床由原来的主轴旋转,刀具直线用大功率直流无级调速电机,提高主轴转速和生产率;进给改为工件不动,刀具边进给边旋转。主要结构改进给电机也采用无级调速,以实现先进刀具提高切削变在刀具后装置上,刀座卡盘和负压抽屑器由固定不效率和加工质量。(3)采用双轴和双套数控系统机床动式改为旋转式。(3)被加工件加工工艺变化时,可改柔性增加,提高了工效。(4)研制开发高效参数可调负变加工刀具和加工装置。例如可选择枪钻、BTA钻、喷压抽屑器,有效的解决了堵屑问题降低了液压系统的吸钻、SIED钻、枪铰刀或镗刀等及其配套的辅具。油路压力,使液压系统的密封简化。(5)孔加工专用刀、2.2卧式深孔钻床关键机械结构设计辅具按钻孔直径尺寸范围分段,形成系列化设计;床身机床主要配置有:床身部分又包括床身基座、标准标准化,按可加工长度范围进行床身的加长组合。传动件、接口部件等。采用刚性强、一体式的铸件床身和2卧式深孔钻床的技术改造高精度淬火导轨;采用精密抗振主轴;标准传动件有高2.1卧式深孔钻床结构的功能模块化设计设计深孔钻床时,要对机床结构进行功能模块的划分。模块的基本特征是具有标准的接口。模块化设计使产品设计建立在模块的基础上,因此缩短了产品的设计和制造周期。模块化设计也便于采用高效专用的工艺装置,有利于提高产品质量和降低生产成本。中国煤化工;5-负压抽屑装置模块化的形成CNMH寒图作者简介:程峰,男,1980年生,中北大学在读研究生,工学学士。第2期(总第83期)机械管理开发2005年4月精度滚珠丝杠及丝杠轴承和螺母;附件部分按先进的工。另外还参数化设计了粗铰精铰刀,加工后的内孔DF系统进行设计。DF系统的示意图见图1,其关键部精度圆度和直线度在0.01mm以内,粗糙度低于件包括两部分:前装置和后装置,其中前装置有授油器Ra0.4μm。以上刀具已形成参数化、系列化设计。和刀具导向套,后装置包括负压抽屑器和刀具卡座。2.2.1后装置与前装置参数可调是指67影响负压抽屑效果界平的参数可调,即负压间隙可调。这使图4新型自导式镗头图5各类刀具得负压抽屑器使用23卧式深孔钻床的数控系统范围大,而且抽屑设计采用交流伺服数控系统,即两套西门子802C效果好,有效地解计算机控制系统,可以独立或同时对机床的两个主轴决了堵屑的问题,,螺母:5-调整螺母:6-蠣杆;7-负压两个伺服轴进行控制。采用两个主轴变频电机,可实见图2,有扭矩过载器后轴;:8-后装置体右;-负压器前轴现无级变速,两个抗振主轴,使主轴在高速负载运转时保护装置和楔形卡图2后装置装配图转动平稳。座,能保证严格的1234通过实验深孔钻切削速度v≥50m/min,进给速密封、足够的卡紧度w≥50mm/min;孔径误差≤0.05mm,孔直线度≤0.1mm/m。精镗后孔径及圆度误差≤0.02mm,R图3是输油器0.8μm,孔直线度≤0.02mm/m,刀具耐用度可达加前装置二维装配i工孔10m以上。铵刀加工后孔径及圆度误差≤001紧装置。前装置的1-前外锥顶套;2-前装置体前中胸,3结的Am,孔直线度≤0.02mm/m图。前装置中包R,≤0括授油器及导向顶按照方案的要求完成深孔钻床设计,实践中通过主要作用是利用其3-液压缸端盖;4-前轴承:5-前装置机床零部件加工和组装,达到了该研究课题的全部目体前大轴;6-前装置体右;7-后轴承;前端的支承套与工8-轴挡圈;9-后端盖:10顶紧;标。本深孔钻床的改造专用于不同口径的炮管加工,件的外锥面紧密贴1-垫圈:12-垫块;13-垫圈A旨在采用先进的深孔加工技术来改善炮管的加工质合形成密封,并导图3前装置装配图量。在实际使用中,机床操作更加简单方便,孔的加工入高压冷却液,强迫循环用于带走大量的切屑和切削精度和效率明显提高,解决了炮管制造过程中加工成热,同时还具有正确导引刀具进入工件,支撑刀杆,增本高,效率低的突出问题,进一步提高了加工质量,具加刀杆刚性,防止振动,以及顶正工件,确定刀具、工有较高的实用价值。件、主轴之间的正确位置參考文献与卧式深孔钻床机床配套使用的深孔刀具11赵宗译,深孔钻的结构及设计间题。工具技术,980(2)图4为新型自导式镗头,其加工性能优于浮动镗21仇启源,现代金属切削技术,机械工业出版社,1923]JB3477-3493钻床辅具.中国标准出版社出版,1985刀。通过试生产表明,在正确设置导条和设计导套的4]王世情等.新型钻头的切削试验.西安石油学院学报.1987(1)前提下可获得圆度0.02mm以内,直线度及壁厚差5汪志明,DF深孔钻削技术及其负压抽屑系统,新技术新工艺005%以内的形位精度,粗糙度低于Ra0.4μm。图5989(4)为钻头等辅具图片,后接刀杆,可实现内排屑钻削加(收稿日期:2004-12-13)Innovation of Deep Hole Drilling MachineCheng Feng Guan Shixi Wu Fujia[Abstract] Applying the latest reconfiguration theory and advanc中国煤化工 ditional deep holedrilling machine has been innovated by the way of modular desianCNMHGn. Meanwhile theseries design of deep hole tools is realized, which improves deep holesatay aun vina ges its application.[ Key words) Deep hole drilling machine Deep hole tools HydraulicNC system