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1、在车床上钻削多孔侯志坚,王晓琴(济南大学机械工程学院,山东济南250022)摘要:分析了利用钻床或镗床加工主轴上多孔时存在的问题,利用车床及专用装置对其进行加工,能保证加工精度及效率,且操作方便、结构简单,扩大了机床的使用范围。关键词:车床;钻削多孔;专用装置1 问题的提出图1为普通车床的D型6号主轴头端面结构示意图,端面上有6个 23mm通孔,各孔之间的位置度要求为R0115,加工各孔的常规方法是:(1)使用固定钻模在钻床上钻削;(2)在镗床上用移位的方法镗削各孔。图1 主轴端面示意图2 存在的问题图2 定位误差示意图如果采用钻床钻孔,由于工件太长(约580mm ) ,受钻床工作台与主轴端面
2、之间距离的限制,工件无法安装,需要在工作台旁边挖地坑,制造带通孔的辅助工作台及钻夹具,制造成本较高,再就是钻床主轴系统刚性较差,钻削大孔时,产生较大的变形。在镗床上镗孔时,一般是采用前后支承处在V形铁上定位,夹紧牢固、可靠,但该方法存在较大的定位误差:如主轴前支承处半精加工后的尺寸为 95h8,计算得出轴线位置误差01076mm,该值大于孔位置误差要求的1/3,没有一孔可采用调整法加工;前后支承处位置误差方向、大小不一致,工件轴线与镗床轴线不平行,每个工件需摆正、微调、移位,操作复杂、效率低,对操作者技术要求高,设备占用费高。3 在车床上钻削各孔本设计思路是:将普通车床的刀架总成拆除,在大溜板
3、上固定可转位钻夹具,利用夹具精度保证工件位置精度,钻头装在车床主轴上,车床的自动走刀系统完成进刀运动,钻完一孔后,手动使钻模转过一个工位,最后完成所有孔的加工。311 车床功率核算确定所用车床时,需进行功率核算。本工序中,刀具材料是高速钢,工件材料为碳素钢,查有关手册1 ,切削力、扭矩、功率计算公式分别为:F=600df017KfT=01305d2f018KTP=Tv/ (30d)其中:d为钻头直径,d=23mm;f为切削加工走刀量,本工序中f=0132mm /r;v为切削加工切削速度,本工序中v=22m /min;Kf、KT为修正系数,在这里其值均取为1。计算结果F=600df017Kf=6
4、002301320171 =6215(N)T= 01305d2f018KT= 0130523201320181 =6418(Nm)P=Tv/ (30d)=681422/ (3023)=2106(kW)如根据调查统计法2,机床功率应满足n电=010646d1119=010646231119=2169(kW)根据功率验算情况,选取C616车床(4kW )或C6140 (715kW)均能满足要求,但C6140车床溜板面积大,床身较宽,主轴刚性强,选择C6140车床较好。312 夹具结构原理11夹具体 21钻模板夹紧螺钉 31转动手柄 41钻套 51定位芯轴 61工件夹紧螺钉 71开口垫圈 81圆盘钻
5、模板91弹簧 101定位插销 111工件压紧圆盘 121可调支撑131夹具安装螺钉图3 多工位钻夹具装配图图3为夹具结构图。本工序的设计基准是主轴外锥面,因外锥较短,定位不准,而主轴内锥孔与外锥有很高的同轴度,所以夹具以半精加工后的内锥孔和法兰盘端面定位。操作过程如下:(1)将定位芯轴5插入工件内锥孔中,将工件夹紧螺钉6预先拧在工件压紧圆盘11上,并一起穿入工件上;(2)将定位芯轴5、工件夹紧螺钉6等,一起穿过圆盘钻模板8的对应孔中,插上开口垫圈7,拧紧工件夹紧螺钉6,将工件固定夹紧,调节尾部辅助支撑12,使之承受一定的力,减小圆盘钻模板8受力变形,也有利于减小振动,提高加工精度;(3)启动车
6、床主轴及进给走刀系统,完成一孔的加工;(4)松开钻模夹紧螺钉2,拔出定位插销10,转动手柄3,使圆盘钻模板8转到另一工位,将拔出的定位插销10插下,再锁紧钻模夹紧螺钉2;(5)进行第二孔的加工,直至全部完成。4 结论(1)由于圆盘钻模板与同一芯轴相配合,通过刮研夹具底面的办法,可以消除基准位置误差,提高定位精度。(2)车床主轴刚性较钻床大,在车床上加工的孔,其圆度、各孔之间的平行度等都比在钻床上加工的精度高。参考文献【1】杨叔子 1机械加工工艺师手册M 1机械工业出版社 1【2】陈榕林,张磊 1巧改机床M 1中国农业机械出版社, 19851作者简介:侯志坚,男, 1962年生,山东滕州人,高级
7、工程师,硕士,现从事机械制造专业教学及科研工作。收稿时间: 2004 - 12 - 09(上接第184页)之一。本文设计开发了一套基于可变溢流设施生潮方式的尾门控制系统。该系统采用串级控制方式,系统的可靠性、稳定性以及控制精度均满足了试验要求。模型实测控制潮位曲线与给定潮位曲线接近一致。为潮汐模拟模型试验技术的完善、深化提供了理论与实践的基础。参考文献【1】Richard C1Dorf1Rebort H1Bishop1现代控制系统M 1北京:高等教育出版社, 20011【2】陈伯时 1电力拖动自动控制系统M 1北京:机械工业出版社, 19991【3】李昌华,金德春 1河工模型试验M 1北京:人民交通出版社, 19811【4】吴新生,姜军 1潮汐模型直流脉宽调速控制生潮系统研制及应用J 1人民长江, 1999 (3) : 43 - 441【5】刘其奇 1流量控制型潮汐控制系统J 1测控技术,2001 (5) : 38 - 401
