枪钻系统在动龙门机床上的应用-.pdf

．．垫 ．堕 堡／ 工矍I e 扎 e 0 厶 c c ／ “ ■■ ■ ■■ ■ ●■ ■ ●● ●■ ■ ■■ ● ■ ■■ ■■ ● ■■ ■ ■ ●一 栏目 主 持 梅 峰 枪钻 系统在 动龙 门机床 上 的应 用 沈阳机床股份有限公司 辽宁1 1 0 1 4 1 穆德敏田永生 管饭是热交换器巾的重要核心部件之一，管板的加 一 I 精度，特别是管孔间距 、管径公差、垂直度和表而粗 糙度都极大地影响换热器的组装及使用性能。管板类零 件的传统加工方法是划线一打样冲点一钻中心孑 L 一钻 孔一倒角。对于钻孑 L ，通常采用摇臂钻钻孔，缺点是劳 动强度较大，效率不高，精度低，并且费时费力。为了 提高加工效率，降低操作人员的劳动强度，经过对市场 表1 进行周密的蒯研后 ，我们决定将枪钻系统应用在动龙 机床上，用来解决管板的加工问题，实现加工方法上的 突破 。 1 ．管板件主要技术参数及加工方案确定 1 上海某用户为了实现大型管板加丁国产化的目 标，双方展开了深层次的技术交流，用户提供加] _ 零件 的技术参数如表 1 所示。 管板直径／ m i l l 管板厚度／ ram 加 _ 】 ． 厚度／ mm 加 一 L 径／ ram 直线度／ mm 位置度／ m m 表面粗糙度值／ m 2 0 0 0 5 0 0 4 5 0 1 6 O ． O 3 加 ． 2 5 R。4 刚户要求设备的占地面积要小，结构先进合理， 精度满足表 1要求。 2 根据用户提供的加l 『 零件的信息，我们对部分 管板加T厂家进行了相应的调研，加工设备主要有四大 类 一是采用龙门机床进行加工，存在加工成本高，丁 作台承载能力小等问题；二是采用卧式深孔加工，但机 床成本很高，制造周期长，一般用户承受不起；三是采 用传统加工的方法，但效率低，劳动强度大；四是运至 同外进行协作，但成本偏高，不能满足当前企业发展的 需要 。 经过技术方面分析，要想高质高效地加工出合格的 零件，采用普通麻花钻加 ，精度不能很好地保证，加 工效率低，远远满足不了企业发展的需要；采用单管钻 进行加1 ，机床的结构复杂，成本偏高，也不适合用户 提供的零件加工；经与刀具厂家进行技术交流，厂家推 荐了枪钻。枪钻本身有以下几大优点①加1 二 的孑 L 深径 比可以达到3 O～ 2 1 0 。②可达到较高的孑 L 加工精度，孔 的公差通常在 H 8～H 9 ，孔直线度可以达到 l m n W1 0 0 0 E q m。③可以实现极低的表面粗糙度值，通常在 R 0 ． 5 ～ 3 m。经过技术分析，采用枪钻可以满足加工该件的 需要。具体加工方案需要在管板上预钻导向孔；运用 2 01 1 年第 1 期 WWW m et a l wo r k i n g 1 95 0 ． co m 参磊 工 。 冷 加 工 供油单元 ，实现外冷转内冷，通过高压冷却系统提供高 压切削液，采用枪钻实现管板的加T。 2 ． 机床结构及高压冷却系统方案设计 1 机床结构及技术参数方案设计 该零件约为 1 2 ． 5 t ，为了降低拖动负载，采用工作台固定，龙门框架 移动的布局方式，满足了用户占地面积小的问题；考虑 到用户要求的加工效率，设计中采用了双主轴、龙门框 架移动的设计思路；根据加工工件相应的技术参数，以 及机床结构合理性等因素，确定了机床的主要技术参数 见表 2 。 表2 主要项 目 技 术参数 工作台大4 “ ,／ mm 2 0 0 0 X 2 5 0 0 、Y 、Z三轴行 程／ ram 2 5 0 0、2 0 0 0、5 5 0 主轴端面至T作台面的距离／ mm 7 0 0～1 2 5 0 主轴规格 B T 4 0 主轴个数 2 主轴转数／ r ra i n 5 0 4 5 0 0 主电动机功率／ k W 2 2 2 高压冷却系统方案设计 高压冷却系统是该 M a c h in e o ／ A c c 。 ／ l 机床／ 附件／ 工装 I I I I l u lu I■ 套加工方案中的核心部件，传统的枪钻应用常为卧式， 示。 目前的应用，打破了常规，采用立式应用，所以对于加 二 I_ 所需的压力和流量与加] _ 孔径的关系就显得十分重要 了。冈 1 为流量与钻孔直径的关系曲线冈，图2为压力 与钻孔直径的关系曲线冈。 1 0 O 三 8 0 一 6 0 4 o 2 0 茎 ＼ 2 4 6 8 1 01 21 41 61 8 2 O2 22 4 孔径 ／ mm 罔1 鹰i 2 根据表2中的数据 ，存方案设计中采用了高压齿轮 泵，并配备了高质量的压力和流量调整阀，以获得较宽 的流量 和 力调整 范 围，流 量 调整 范 围1 0一1 0 0 I J m i n ； 压力调整范围28 M P a 。 另外 ，根据使用枪钻的特点 ，采用了专用耐压切削 液，并在高压冷却系统中配备冷却机，有效地将切削液 的温度控制在 2 8～3 5 ℃，有效地保证了切削液的温度； 采用纸带过滤机，有效地保证 了切 削液 的过滤精 度 2 0 1 x m；以及采用福斯高极压切削液 7 0 0 L E系列，专用 于该套高压冷却系统，有效地带走了加丁过程中产生的 热量。通过以上多重技术手段，并可靠地提供同定压力 和流量的切削液，为合理使用枪钻加工管板提供了可靠 的技术保证。 3 ． 效果验证 1 加工零件图形说明考虑到检测方便 ，设计了 一 块试加工工件，如图 3所示，该丁件与用户材质相 同，工件外形尺寸为 5 0 0 mm 4 0 0 mm X 4 5 0 m m，用来进 行加工效果方面的验证。零件加] _ 设计方案如图 4所 5 0 0 1 O 0 1 2 X 2 5 3 0 0 2 预钻导向孔 根据加丁工件 的材 料 1 6 Mn ，确定 以 下切 削 数 据 ，刀 具 直 径 1 6 ram；刀具 的 材 质硬质合 金；主轴1 转数1 0 0 0 r ／ ra i n ；进 给量 0 ． 0 4 m m ／ r ；加 工深 度 4 0 ra m。利 用 上述 切削参数，在 管 板上 加T导向孔，经 ’ 检测 ，加工孔径公差 0 ． 0 1 ～ 0 ． 0 2 mm ． 冈3 4 冈4 枪钻2 ． 供油单元3 ．左主轴箱 4 ．右主轴箱5 ． 左 、右主轴 6 ．冷却管路7 ．T件 可以满足枪钻导向的使用要求。 3 加工深孑 L 根据加工工件的材质 1 6 M n ，确 定以下切削参数，刀具直径1 6 ra m 双刃 ；刀头的材 质硬 质 合 金；主 轴 转 数 6 0 0 r ／ m i n ；进 给 量 0 ． 0 3 5 m m ／ r ； 加工深度 4 5 0 m m；手动将高压冷却系统 的压力调整至6 MP a ，切削液的流量涮整至 6 0 I Jm i n ； 利用上述切削参数，在管板上加工通孑 L 。通过三坐标进 行检测 ，得到如下 检测 结果 ，正面 加工 孔径 范 围公 差 0 ． 0 5～0 ． 0 8 mm；加工孔的直线度0 ． 0 1 5～0 ． 0 3 lT l m；两孔问的位置度公差为6 o ． 1 5 m i l l ；加工孔表面 粗糙度值 R 3 1x m ；能够满足用户加工零件的精度。 配有枪钻系统的机床，在上海某用户使用过程中， 机柬性能稳定，加工效率高，在为用户提供良好加工解决 方案的同时，也为我们提供了大量的实际数据，为下一步 开发高质高效的大型数控管板机床积累了宝贵的经验。 参磊 工 。 冷 加 工 2 0 7 1 年 第7 期● ； WWW m e t al WO r k | ng1 950 ． com 机床 ／ 附 件 ／ 工 装i M a c h in P T o o 如 ／ f4 c c ∞ ／ m r e 拨叉两平面磨削夹具设计 一 拖 洛阳建工机械有限公司 河南4 7 1 0 0 3 陈艳平胡战伟杨赞伟陈兴进崔陶 我公司是压路机专业生产企业 ，变速箱是压路机上 的一个天键部件，而拨叉又是变速箱里换向或变速的关 键零件，设计和加工精度要求高。该拨叉两平面不仪 自 身有较高的平行度要求 ，而且相对于孔中心线还有严格 的垂直度要求，加T起来难于保证。为此，我们设计了 一 套睹削央具在平面磨床上进行』 J 口 丁。 1 ． 零件特性分析 图 1 为某机型压路机的拨又结构示意 ，该零件材 料为铸钢 ，拨叉T作面的厚度为 1 5 m m，较薄，而 且两平面平行度要求≤0 ． 0 3 m m，两平而对装拨又轴孔 【 f 1 心线的垂直度≤0 ． 0 2 5 m m，孑 E 技术要求叶 l I、Ⅱ、Ⅲ _ 三 处还需淬火处理 硬度要求 4 8～ 5 3 H R C ，所以，该 4 ．结语 将枪钻成功地应用在了动龙门机床上，改写了传统 的卧式应用枪钻的历史，实现了立式应用的突破，这是 一 次勇敢的尝试；采用动龙门机床加1_ 『 厚管板，并且为 该机床配备了双主轴箱 ，提高了机床的加_丁效率，改变 了传统的加] 一 方式，实现了用 国产设备装备国内企业， 存一定程度 缓解了我国高档数控机床长期依赖进 口的 局而，为旧家节省了大量的外汇，提高了同产数控设备 的有率 ；高压冷却系统中， 力和流量的宽幅度调整 功能，切削液温度的有效控制，过滤系统的良好过滤效 果，三者有机地结合在一起，是成功地保证枪钻加工系 统能正常应用的一个重要保障。 在动龙门机床上，配备相应的高压冷却系统，使_日 _j 枪钻系统加] - 厚管板，小仅可以提高加工管板 的效率， 而且还实 了怆钻常规应用上的突破，该加工方案的成 功应坩，为我们向深孔加工领域的进一步研究，奠定 l『 坚实的技术基础，同时也摸索 了深了 L 加工领域的另一 个发展方向。MW 收稿 日期 2 0 1 0 0 8 1 9 _ 笙 塑 WWW m et a1 wo r k i n g1 95 0 ． C Om 参蔼 工 。 冷 加 工 零件的加工难点就是两平面的平行度、对孑 L 中心线的垂 直度及厚度。 图 1 某拨叉零件结构 2 ．工艺方案分析 由于丁件属不规则铸钢件，根据罔样要求 ，需先在 车床 L 将 6 2 5 O ． 0 2 8 m m孔及其两端面加 出来，然后上 工装以孔及与孑 L 一次加工成的孔端面为基准粗车拨脚处 1 5 ⋯O ． 0 5 m m尺寸两平面并留余量 0 ． 2～ 0 ． 3 m m ，继而将其 他的钻孔 、铣孔上方槽 、铣拨叉宽度工序加工完，然后 进行 I、Ⅱ、Ⅲ 处淬火处理 ，热处理后在车床上电新 铰孔修正变形，最后要在本公司的平面磨床上进行加 工。该台平面磨床有 T形槽] 二 作台及磁力吸盘 I 作台， 磁力吸盘与T形槽__[ 作台是一体的，磁力吸盘高于 T形 槽_ 【 作台。据此，我们设计一夹具拨叉两平而磨削 夹具，达到了加工] 二 件两平面的目的。 3 ． 拨叉两平面磨削夹具结构设计及使用 根据这台磨床的特点和零件同样尺寸及要求，决定 利用 ,／ , 2 5 。O ． 1 2 8 m m孑 L 及孔一端的基准面为定位基准，我 们设计了如图2所示的拨叉磨削夹具 底板 7底平面及顶板 5上平面有较高平面度及相互 平行度要求，通过底板7 上四个 u形槽将该夹具与T形 槽 工作台连在一起 ， 心轴4 垂直于底板7 底平面 ， 拨叉