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數控雙麵對頭（tóu）鏜銑床組合加工工藝研究

2021-12-1 來源：兗礦東華重工有限公司煤機裝備製造分公（gōng）作者（zhě）：陳清

摘要：本（běn）文針對數控雙麵對頭鏜銑床加工工藝進行優化，按照加工工藝要求，在（zài）加工過程中使用白鋼刀進（jìn）行鏜孔加工，而使用（yòng）白（bái）鋼刀鏜孔時鏜杆的轉速低，生產效率低；采用合金刀替代白鋼刀進行鏜孔，雖（suī）然加快了鏜杆的轉速，提高了生產效率，但其抗衝擊能力差，針對上述問題，找出（chū）影響製造質（zhì）量的關鍵因素，有針對性的對數控雙（shuāng）麵對頭鏜銑床鏜杆結構進行優化（huà），優化後的鏜杆既能使用白鋼刀同（tóng）時（shí）也可以使用合金刀具，組合加工工藝的應用，在保證了結構件加工質量的同時，提（tí）高了生產效（xiào）率。

關鍵詞：液壓支架；數控雙麵對頭鏜銑床；白鋼刀；合金刀；鏜杆優化；刀具組合

0　引言

液壓支架是（shì）煤礦綜（zōng）采工作麵使用的重要設備，是以高壓液體為動力，由液壓元件與金屬構件組成的一（yī）種用來支撐（chēng）頂板的（de）設備，它不僅能實現支撐（chēng）、切頂（dǐng），而且還能使支架前移和推動輸（shū）送機，支護性能好、強度高、移設（shè）速（sù）度快安全可靠等優點，可以配合刮（guā）板輸送機的淺截式采煤機，組成回采工作麵的綜合機械化（huà）設備，該設備具有增加（jiā）產量、提高效率、降低成本（běn）、安全生（shēng）產、減輕工人笨重體力等勞動性能，為井（jǐng）下作業人（rén）員及設備提供了安全的作業空間，以保障井下作業人員的人身安全和各種設備的正常運轉，確保現場生產的正常進行。數控雙麵對頭鏜銑床（chuáng）作為液（yè）壓支架結構件製造必不可少的機電設備，在結構件鏜孔過程中鏜孔工具使用的均為白鋼刀，該種刀具進給量大，但是（shì）鏜出的零部件的光潔（jié）度不好，而且鏜床的轉速低，鏜孔效率低，在液壓支架的實際製造過程中結構件的尺寸大，這（zhè）就要求組對前不允許預鏜孔等工藝，而現在的（de）加工工藝已經不能滿足當前（qián）高端液壓支架製造的需要。這就需要技術人員對數（shù）控雙麵對頭鏜銑床加工方法進行優化，在提高生產（chǎn）效率的同時，保證加（jiā）工質量。

1、現狀分（fèn）析

數控雙麵對頭鏜銑床的鏜孔（kǒng）工藝使用（yòng）白（bái）鋼刀進行結構件整體鏜孔，主（zhǔ）軸刀具轉速約為30~40r/min，轉速低，且鏜孔效率較低，結構件流轉速度慢，影（yǐng）響結構（gòu）件整（zhěng）體生產效率，也製約了公司液壓支架製造向高端、大批量規模製造（zào）的前（qián）進步伐。

合金鋼刀具因其獨特的結構特性，主軸刀具轉速可達 100r/min 以（yǐ）上，可有（yǒu）效提高鏜床加工效（xiào）率和鏜孔光（guāng）潔度（dù），加快結構件工件流轉（zhuǎn）速（sù）度，提升車間結構件製造（zào）效率。使用合金鋼刀具雖然可以提高鏜床主軸轉速，但（dàn）也因其結構特點決定了不適合（hé）在（zài）加工中有（yǒu）較大的進給量。根據現場生產實際（jì）使（shǐ）用情況，使用合金鋼刀具在麵對鏜孔的實際作業情（qíng）況時，存在著結構件需要鏜的孔多是預割而不預鏜的孔，不可避免的出現（xiàn）下料和組對（duì）後結構件的主筋與貼（tiē）板孔的中心存在偏差的情況，這時隻能使用合金鋼刀具一點一點地對刀鏜孔，增加了鏜孔時對刀的次數和鏜孔的次數，降（jiàng）低（dī）了鏜孔效率，同（tóng）時也增（zēng）加了合金鋼刀具因刀片受衝擊而導致破碎的可能性；如若待鏜孔處存（cún）在氧化皮、割瘤等影響表麵光潔度的缺陷，在鏜孔過程中使用合金鋼刀具粗鏜時，也有可（kě）能造成合金（jīn）刀（dāo）片（piàn）損壞的可（kě）能性；由於液壓支架的結構件整體焊（hàn）接量較大（dà），個別的結構件有可能存（cún）在輕微的焊（hàn）接變（biàn）形，再加上由（yóu）於鏜床主（zhǔ）軸在鏜孔時的伸長所（suǒ）產生的撓顫，也有可能（néng）損壞刀片或降低鏜孔效率，在使用合金刀具鏜孔的過程中，由於合金（jīn）刀具（jù）轉速高，完全使用合金刀具鏜孔無法滿足車間實際生產需求（qiú），迫切需（xū）要（yào）技術人員和設備操作人員針對上述問題進行現場技術論證，並結合加（jiā）工現場的實際對數控雙麵對頭鏜銑床的加工工藝進行優化。

2、組合加工工藝研究

組合（hé）加工工藝通（tōng）過對（duì）數控雙（shuāng）麵對頭鏜銑床鏜杆優（yōu）化和刀具組合工藝優化，實際運用後，實現生產效率（lǜ）的提高，保證了高端液壓支架（jià）的質量，可以解（jiě）決實際加工的工藝問題。

2.1 數控雙麵對頭鏜銑床鏜（táng）杆（gǎn）優化

在液壓支架製造過程中，數控雙麵對頭（tóu）鏜銑床加工（gōng）的工藝（yì）裏沒（méi）有使（shǐ）用過合金鋼刀具進行鏜孔（kǒng），現有鏜床的鏜杆無法實現合金鋼刀具裝夾。結合液壓支架製造需要，查閱相（xiàng）關資（zī）料，經過技術人員現場技術（shù）論證（zhèng）後，重新對鏜床（chuáng）的鏜杆（gǎn）結構進行優化，設計製造出可以實現兩（liǎng）種刀具（jù）都可運用的新鏜杆，以滿足現場加工的需要。根據白鋼刀和合金（jīn）刀的結構特點（diǎn），對原有鏜杆進行優化，設計（jì）製作出新的可（kě）以同時適用合金刀和白鋼刀的鏜（táng）杆。優（yōu）化後，鏜（táng）杆設計重量（liàng）和直徑遠遠小於原有（yǒu）的鏜杆，新鏜杆（gǎn）采（cǎi）用 40Cr 材質，經過加熱調質處理後精加工製作而成，同時滿足合（hé）金（jīn）鋼刀和白鋼刀的（de）使用要求，適合（hé）以後在加工技術推（tuī）廣中的應用。鏜杆結構如圖 1 所示。

圖 1　鏜杆結構示意圖

2.2　刀具（jù）組合工藝優化

結合液壓支（zhī）架製造需要，查閱相關資料，經過技術人員（yuán）現場技術論證後，優化了鏜（táng）床的鏜杆（gǎn），使用鏜杆的轉速快，使用光潔度好的合金鋼刀具進行鏜孔。但在實（shí）際使用過程中，也（yě）出現（xiàn）了不少問（wèn）題。因此，需要結合現場加工需要（yào），經過現場技術人員與現（xiàn）場操作人員討論，查閱相關資料，結合（hé）技術論證及（jí）現場生產需要，提出白鋼刀 + 合（hé）金刀的組合新工藝來完成液壓（yā）支（zhī）架的鏜孔任務以達到高端液壓支（zhī）架（jià）加工的需要。高端液（yè）壓支架（jià）的鏜（táng）孔餘量一般設計都為 15mm 以上，普通結構件（jiàn）鏜孔餘量一般設計為 10mm 以上，這些餘量足以保證現場加工（gōng）中出現不良情況時，仍然（rán）能夠保證鏜出工藝要（yào）求的孔尺（chǐ）寸。但這些餘量必（bì）然會造成合金刀具鏜（táng）孔的遍數的（de）增加，並且不斷對刀造成生產效率的下（xià）降。因此，製定以下兩種刀具組合

使用的（de）方法，優（yōu）化鏜（táng）孔工（gōng）藝：首先利用白鋼刀吃刀量大的特點，使用白鋼刀進行結（jié）構件得粗鏜孔，提升一次鏜削量，消除損壞合金（jīn）刀片的危險因素，在粗鏜孔（kǒng）的工藝中，要求粗鏜後必須（xū）留出（chū） 1-2mm的加工餘量，便於隨後用合（hé）金刀具進行精鏜孔（kǒng）；在精鏜孔時，充分利用合金刀加工效率高、加工出的孔表麵光（guāng）潔度好（hǎo）的特點，使用合金刀進行精鏜孔，為了達到保證孔的尺寸及工藝要求，必須（xū）進行 2 遍以上的精鏜孔，以滿足（zú）高端液壓支架的加工（gōng）需要。

3、結論

高端液壓支架（jià）製造過程中（zhōng），通過優化鏜杆，並在實際鏜孔（kǒng）過程中充分應用白鋼刀 + 合金刀組合（hé）新工藝（yì），大大的提高了數控雙麵對頭鏜銑床的鏜孔效率，加快液壓支架結構件（jiàn）工件的在製造過程中的流轉效率，降低了（le）工人的勞動強度，提（tí）高了生產效（xiào）率。通過使用兩種刀具（jù）組合鏜孔，避免了（le）合（hé）金刀具損壞（huài），提高了鏜孔效率，保證了結構件的（de）表麵光潔度，提高液壓支架的整體（tǐ）質（zhì）量和組裝效率，同時減少了液壓支架結構件外協鏜孔的（de）加工數量，節約了外協費用。通過（guò）數控雙麵對頭鏜銑（xǐ）床組（zǔ）合加工方法的使用，提高了液壓（yā）支架結構件的鏜銑質量，使液壓支（zhī）架組裝的質（zhì）量更高，更加適（shì）用於高端液（yè）壓支架的規（guī）模化生產，具有較大的推廣價值。

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