摘要: 針（zhēn）對當前深孔鏜床的缺點，開發了新一代深孔鏜專（zhuān）用機床（chuáng）。該機床采用配備（bèi）低轉速大扭矩（jǔ）同步（bù）交流伺（sì）服（fú）電機的（de）主軸驅動係統，采用具有過載保護的液壓進給係統（tǒng），有（yǒu）效地克服了原機床結（jié）構複雜、能耗高、堵轉時（shí）易損壞工（gōng）件和刀具（jù）的（de）缺點（diǎn），具有自（zì）動化程度（dù）高、成本低、節能、可（kě）靠性好等優（yōu）點。

       深孔鏜專用機床適（shì）應於一（yī）次性加（jiā）工完成圓柱體內孔的鏜、滾（gǔn）壓，主運動為（wéi）刀具( 刀杆) 旋轉，進給運動為刀具進給，鏜削方式采用推鏜。該機床不僅可以進行鏜削，而（ér）且還可以進行滾壓加工（gōng）。目（mù）前，國內其（qí）他同類設備有多種，但共同存在以下顯（xiǎn）著（zhe）缺點:

      ( 1) 主軸驅動係統結構複雜，主電機采用大功率普通三相異步交流電動機，配有多級主軸傳動箱，體態笨（bèn）重，成本高，可靠性差，故障率高，主電機（jī）功率過大而能耗高;

      ( 2) 進給驅動係統結（jié）構複雜，采（cǎi）用交流（liú）伺服電機帶（dài）進給箱，滾珠絲杠螺母副傳動，無（wú）級調速（sù），但屬（shǔ）剛性傳動，無過載保護，一旦發生堵轉，將會損壞工件或刀具;

      ( 3) 由於結構複雜成本高，一般售價在幾十萬（wàn），用戶難（nán）以接受。針對以上設備存（cún）在的缺點，作者開發了新的深孔鏜床（chuáng），完全克服了以上缺點，具有自動（dòng）化程度高、成本低、節能、可靠性好的特點，設備投放（fàng）市場以來，深受用戶歡迎。

      1 機床設計方案

      如前所述，在現有深孔鏜（táng）專用機床上加工深孔時，存在3 個缺點，考慮機床原有（yǒu）結構和傳動關係，重新改造設計，提出下列設計方（fāng）案，機床設計示意圖如圖1 所示。

      圖1 機床設計結構簡圖

      1. 1 床身部分（fèn）

      床身采用樹脂砂造型，優（yōu）質鑄鐵鑄造，具有很好的外觀和強度，筋板布局合理，Π 型加強筋使床身具有優良的剛度、抗振性和（hé）抗斷麵畸變能力。床身（shēn）采用分體拚接結構，下體采用焊接結構，將內設液壓站、冷卻泵站及各種油管; 上體采用鑄造結構（gòu），導軌采用雙平結構、電火花表麵淬火磨削（xuē）工藝，使其（qí）承載能力大，導向精度、耐（nài）磨性及精度保持性好，根（gēn）據鏜孔係列不同導軌寬度為520 ～ 680 mm。

      1. 2 主軸驅動係統（tǒng）

      主軸驅動電機選用低（dī）速大扭矩的交流同步伺服電機，根據鏜孔直徑係列32 ～ 500 mm，選用功率6 ～22 kW， 同步轉速500 r /min， 如選用型（xíng）號CTB-4022ZXE05 電機，功率22 kW。主電（diàn）機配有PX 係列高（gāo）精密行星齒輪減速器，減（jiǎn）速比i = 3 ～ 5，主要起（qǐ）增扭作用（yòng），它們（men）之間采用彈（dàn）性聯軸（zhóu）器聯接，變頻無級調速，轉速可達30 ～ 2 000 r /min，亦可根據用戶要求（qiú）任意設置11 級轉速，通過波段開關實現有（yǒu）級調速。與同類產品相比，主（zhǔ）電機功率小，節能明顯，機械傳動結構簡單（dān）。

      1. 3 進給驅動係（xì）統

      機床液壓傳動係統如圖2 示。

      圖2 液壓傳動（dòng）係統圖

      采用液壓進（jìn）給驅動係統，過載保護功能強，有效克服了堵鏜時刀（dāo）具（jù）與工件的報廢。在導軌凹槽中安裝有進給（gěi）油缸SG-80 × 3 000，工作壓力8 MPa，油缸（gāng）帶動（dòng）托板，與主電機、減速器及鏜杆一起移動，托板采用箱體式滑鞍結構有效地提高了滑鞍的剛性，同時支撐（chēng）導軌（guǐ）整個（gè）跨度，滑鞍及滑板為樹脂砂鑄造，並進行人工時效（xiào）處理，各導軌麵為重要加工麵。油泵電機選（xuǎn）用三相交流異步電機5. 5 kW，油（yóu）泵（bèng）選用齒輪泵CBTF320，對油液（yè）汙（wū）染不敏感，工作可（kě）靠，壽命長。進（jìn）給速度為無級調速，進給速度範圍5 ～ 500 mm/min。夾緊油（yóu）缸SG-250 × 100，工作壓力3 MPa，起到對工（gōng）件的夾緊（jǐn）鬆（sōng）開作用。

     1. 4 授油器部分（fèn）

      授油器的作用是: ( 1) 向加工工件輸入冷卻液並密封; ( 2) 支承鏜杆; ( 3) 鏜頭導向; ( 4) 支承頂緊工（gōng）件及工件定位; ( 5) 對床身固定。在授（shòu）油器（qì）的背麵，有一個從冷卻泵來的輸液管，冷卻液通過授油器（qì）送入工（gōng）件切削區。在授油（yóu）器的頭（tóu）部，有一個錐盤，起支承和頂緊工件（jiàn）作用，它與工（gōng）件以30°、45°或60°錐麵結合（hé），靠裝在授油器內部液壓缸產生的力對工件頂緊。在錐（zhuī）盤內，有一導（dǎo）向套，是用（yòng）於鏜頭導向（xiàng）的，更換刀具必須更換此套。在（zài）授油器的（de）尾部，有一軸承（chéng）內套，內有導套，是支承鏜杆用（yòng）的，更（gèng）換鏜杆時，需要更（gèng）換相應（yīng）的導套。

      在授油器內部的（de）液壓缸，與授油器做（zuò）成一體，錐盤即為活塞。液壓泵啟動後，按下夾緊按鈕，就可實現錐盤伸出頂緊，按下（xià）鬆開按鈕，則錐盤退開，工件另一端由排屑座的錐盤（pán）頂緊（jǐn）。在規定的加工範（fàn）圍內，用戶可以根據需要自行選擇鑽鏜杆直徑尺寸，自製與工件和鏜杆有關的零件。

       1. 5 冷卻係統

      冷卻係統主要（yào）由冷卻（què）液箱、泵站、輸液管、儲屑車和回液槽組成。冷卻（què）液的作用是冷卻及排屑。鏜孔時，正（zhèng）常采用推鏜方式，冷卻（què）液由冷卻液箱經冷卻泵從授油器後側輸（shū）入到切削區，帶（dài）著切屑排（pái）往床頭排屑座，然後到（dào）儲（chǔ）屑車，冷卻液過（guò）濾後回冷卻液箱。冷卻泵站由一個電機帶冷卻（què）泵組成，電機功率（lǜ）1. 5 kW，係統工作（zuò）壓力2. 5 MPa，流量200 L /min。

      1. 6 鏜杆支架（jià）

      鏜杆支架為上下兩半瓦結構，便於鏜杆更（gèng）換。主要起到支撐鏜杆、控製鏜杆的運動方向、吸收鏜杆震動（dòng）的作用（yòng）。

      1. 7 電氣係統

      由操作麵（miàn）板、電氣（qì）控製櫃、交（jiāo）流伺服驅動（dòng）裝（zhuāng）置及電（diàn）氣控製係統組成，使得機床的操作和使用更（gèng）具合理化、人性化。其機床主電路如圖（tú）3 所示，控製電路略。

      2 機床的性能指（zhǐ）標

      2. 1 機床的（de）加工精度

      粗鏜時，孔徑精度IT9 ～ 10，表麵粗糙度不大於Ra6. 3 μm;精（jīng）鏜時，孔（kǒng）徑精度IT7 ～ 8，表麵粗糙度（dù）不大於Ra3. 2 μm，圓度不大於0. 03 mm;滾壓時（shí），孔徑精（jīng）度IT7 ～ 8，表麵粗糙度不大於Ra0. 4 μm，圓度不大於（yú）0. 03 mm;加工（gōng）孔的直線度不大於0. 15 mm/1 000 mm;加工孔的出口偏（piān）斜不大（dà）於0. 3 mm/1 000 mm;加工孔的同軸度不大（dà）於0. 25 mm/1 000 mm。

      2. 2 機床的加工效率

      切（qiē）削速度。根（gēn）據刀具結構、材料和工件材（cái）質確定，一般為50 ～ 100 m/min;進給（gěi）速度。根據（jù）工（gōng）件加工直（zhí）徑、工件材質、熱處理狀況和工藝情況確定，一般在40 ～ 100 mm/min;
鏜孔時最（zuì）大加工餘量。根據刀具結構、材料和（hé）工件情況確定，一般不（bú）大於30 mm。

      3  結論

      該（gāi）機床可用於加（jiā）工機床的主軸孔，各種機械液壓油缸、汽缸圓柱形通（tōng）孔、盲孔及階梯孔等（děng），具有質量可（kě）靠、價格低、自動化程度高、經濟效益好等優點。