掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒工藝分析與加工

孫偉明　王超

【摘 要】伸縮保護(hù)筒是掘進(jìn)機(jī)截割部上最重要的部件之一，它是保護(hù)伸縮內(nèi)筒，且與切割減速器聯(lián)接，起到支撐作用。伸縮保護(hù)筒是典型的薄壁工件，我公司機(jī)加車(chē)間只能用通用鏜銑床加工該工件，在鏜削加工過(guò)程中存在一些質(zhì)量問(wèn)題，包括被鏜孔的尺寸精度達(dá)不到要求、表面粗糙度超差、孔的圓度超差、圓柱度超差及同軸度超差等，要保證此件的圖紙技術(shù)要求，非常困難。我們通過(guò)分析伸縮保護(hù)筒的具體結(jié)構(gòu)形式，制定并采用了合理的機(jī)加工藝，使得伸縮保護(hù)筒的鏜削加工質(zhì)量得到了有效的提高。

【關(guān)鍵詞】伸縮保護(hù)筒；鏜削加工；加工質(zhì)量；機(jī)加工藝

1.伸縮保護(hù)筒的加工工藝分析

圖1為我公司產(chǎn)品EBZ160A伸縮保護(hù)筒的簡(jiǎn)圖， 該工件在實(shí)際加工時(shí)存在的質(zhì)量問(wèn)題，可以做下簡(jiǎn)要的分析：

圖1

1.1機(jī)床精度對(duì)鏜削加工質(zhì)量的影響

（1）鏜床主軸的旋轉(zhuǎn)精度。主軸的旋轉(zhuǎn)精度直接影響到被鏜孔的圓度和被鏜平面的平面度，鏜削加工時(shí)，主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，切削力方向不斷發(fā)生變化，因此主軸的旋轉(zhuǎn)精度越低，被鏜孔的圓度誤差越大，被鏜平面的平面度越差。

（2）鏜床導(dǎo)軌的直線(xiàn)度和導(dǎo)軌與主軸軸線(xiàn)的平行度。當(dāng)工作臺(tái)進(jìn)給鏜削加工時(shí)，導(dǎo)軌的直線(xiàn)度誤差會(huì)導(dǎo)致被鏜孔產(chǎn)生圓柱度誤差，鏜削同軸孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生同軸度誤差，床身導(dǎo)軌與主軸軸線(xiàn)不平行時(shí)被鏜孔產(chǎn)生圓度誤差。選用主軸進(jìn)給鏜削加工時(shí)，被鏜孔會(huì)產(chǎn)生圓度誤差。鏜床導(dǎo)軌在使用過(guò)程中出現(xiàn)磨損現(xiàn)象會(huì)引起被鏜孔產(chǎn)生圓柱度誤差，并且加工過(guò)程中工作臺(tái)移動(dòng)不穩(wěn)定使工件被鏜孔表面粗糙度變大。

（3）鏜床導(dǎo)軌與下滑座的間隙。鏜床導(dǎo)軌與下滑座的間隙越大，負(fù)載越大，其偏擺量就越大，工作臺(tái)進(jìn)給鏜削時(shí)，被鏜工件會(huì)產(chǎn)生同軸度誤差。

1.2鏜削加工時(shí)安排不合理對(duì)鏜削加工質(zhì)量的影響

（1）鏜桿伸出過(guò)長(zhǎng)。鏜桿伸出過(guò)長(zhǎng)時(shí)，鏜桿進(jìn)給加工會(huì)造成被鏜孔開(kāi)始大，后來(lái)隨著鏜桿進(jìn)給逐漸變小，產(chǎn)生圓柱度誤差，因此在鏜削加工時(shí)應(yīng)盡量選擇工作臺(tái)進(jìn)給。

（2）毛坯孔偏斜過(guò)多。毛坯孔偏斜過(guò)多時(shí)會(huì)影響被鏜孔的圓度誤差及同軸孔系的同軸度誤差，因此在半精加工前一定要次切除偏斜量，最后一刀的吃刀量應(yīng)盡量小。

（3）工序安排不當(dāng)引起的鏜削質(zhì)量問(wèn)題。工序安排不當(dāng)會(huì)使被鏜孔產(chǎn)生變形，形成圓度誤差，因此在制作金工作業(yè)卡時(shí)要合理安排粗鏜、半精鏜、精鏜的加工工序。

1.3工藝系統(tǒng)熱變形產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題

在鏜削加工過(guò)程中，切削熱、摩擦熱會(huì)造成工件熱變形，變形造成被鏜孔鏜時(shí)是圓形，工件冷卻后孔逐漸變成橢圓形，在加工過(guò)程中刀具受熱而變長(zhǎng)，被鏜孔越長(zhǎng)會(huì)形成先小后大的形狀，而產(chǎn)生圓柱度誤差。應(yīng)通過(guò)合理的裝夾方式和選擇合理的切削用量減小工件的變形。

1.4工件的裝夾造成的工件變形

工件安裝在工件臺(tái)上進(jìn)行調(diào)整、找正，如工件調(diào)整、找正時(shí)出現(xiàn)偏斜或裝夾不當(dāng)造成工件變形，工件的安裝要平穩(wěn)可靠，合理選擇夾輔具（如筒狀工件應(yīng)選擇V型鐵安裝）裝夾時(shí)，裝夾位置要適當(dāng)，夾緊力不能過(guò)大，盡量使夾緊力均勻。

裝夾工件時(shí)盡量將工件裝夾在靠近主軸端面位置，夾緊選在工件剛性好、變形小的位置，夾緊力作用點(diǎn)盡量落在定位支撐面內(nèi)，并且主要夾緊點(diǎn)距工件加工過(guò)程中受切力最大的位置越近越好。伸縮保護(hù)筒是薄壁工件，因此裝夾時(shí)必須在工件內(nèi)部安裝輔助支撐，裝夾時(shí)夾緊點(diǎn)應(yīng)落在輔助支撐點(diǎn)上，避免因裝夾時(shí)造成工件變形。

1.5合理使用刀具及切削用量

（1）粗鏜加工。盡量使用較粗刀桿加工，鏜刀頭安裝在刀桿上伸出長(zhǎng)度盡量短一些，如加工孔徑較大的工件時(shí)，可以使用輔助夾刀具來(lái)增加刀具剛性。

（2）合理選擇切削用量。

粗鏜加工時(shí)應(yīng)減小切削速度，增大切削深度及進(jìn)給量，粗鏜時(shí)單邊留量2～3mm作為半精鏜余量。

半粗鏜是精鏜的準(zhǔn)備工序，主要是解決粗鏜留下的余量不均勻部分，對(duì)于精度要求不高的孔可以直接精鏜，不需要增加半精鏜工序。

精鏜的目的是保證被鏜孔的尺寸精度，孔的形狀精度和較好的表面粗糙度，精鏜宜采用較高的切削速度，較小的進(jìn)給量來(lái)切除半粗鏜余量。

2.伸縮保護(hù)筒的加工

2.1工件裝夾

將工件放在V型鐵上按線(xiàn)找正，在Φ470和Φ520孔距端面130mm處安裝支撐，Φ95孔下方用千斤頂支撐，筒內(nèi)輔助支撐有手按緊后在輔助支撐上安裝壓板夾緊，夾緊時(shí)用力不宜過(guò)大，并且?jiàn)A緊力要均勻，然后在Φ95上方安裝壓板夾緊。

2.2粗加工

選用硬質(zhì)合金刀鏜削Φ470和Φ520孔，余留單邊2～3mm。用銑刀盤(pán)切除Φ470孔外端面，余量0.5mm.用硬質(zhì)合金推切刀加工Φ470內(nèi)端面，厚度按37mm。使用夾刀輔具加工Φ520孔外端面，長(zhǎng)度按1070。

2.3半精加工

粗鏜完成后，將工件上壓板全部松開(kāi)，稍等一會(huì)兒后看輔助支撐是否松動(dòng)，如果松動(dòng)用手?jǐn)Q緊，如果未松動(dòng)，先將輔助支撐松開(kāi)，再用手?jǐn)Q緊后將工件用壓板夾緊，注意夾緊力不宜過(guò)大，各壓板夾緊力分均勻。

使用銑刀盤(pán)切除Φ470孔外端面0.5mm余量后，使用推切刀加工Φ470孔內(nèi)端面，保證尺寸36mm。

使用90°推切刀加工Φ520孔外端面保證尺寸1069mm，使用75°鏜刀鏜削Φ470和Φ520孔留量0.5～1mm后將工件上壓板松開(kāi)后再壓緊，夾緊力要小于半精加工前的夾緊力，鏜削Φ470和Φ520孔留量0.15～0.3mm。

2.4精加工

使用鏜刀鏜削加工Φ470和Φ520孔，加工到小于孔徑上偏差0.02-0.05mm，后再次松開(kāi)壓板及輔助支撐，測(cè)量Φ470和Φ520孔，如發(fā)現(xiàn)變形用未缷下的精鏜刀再走一刀即可，將壓板夾緊倒角。缷下工件時(shí)注意防止工件發(fā)生碰撞引起已加工孔的變形。

3.結(jié)論

通過(guò)對(duì)此工件加工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)觀察及加工前的工藝系統(tǒng)認(rèn)真的分析比較，對(duì)機(jī)加工藝進(jìn)行一下改造，從加工效果來(lái)看，加工質(zhì)量完符合圖設(shè)計(jì)要求，從煤礦現(xiàn)場(chǎng)反饋來(lái)說(shuō)，也沒(méi)出現(xiàn)問(wèn)題，實(shí)踐證明這種加方法是可行的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]顧崇銜.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

[2]陳宏鈞.鏜工操作技能手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[3]王健石.機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.