山東能源重型裝備制造集團新汶分公司 （新泰 271219） 趙忠剛

通過多年對機械加工的研究、摸索以及與國內(nèi)許多同行業(yè)人士的交流，在應(yīng)用鏜床鏜削工件的長期實踐中，筆者總結(jié)了許多有利于提高工作效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的竅門?，F(xiàn)介紹一些在應(yīng)用鏜床鏜削工件方面的經(jīng)驗與竅門，以推動大家共同交流學習鏜工業(yè)務(wù)知識的熱潮，進一步促進和提高鏜床操作工特別是青工的技術(shù)水平，提高工作效率，進一步保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1. 鏜削超大型工件的輔助基準設(shè)置

應(yīng)用鏜床加工工件的過程中，有時會遇到被加工工件的加工平面及平行孔系的孔距超出本鏜床加工范圍的情況，需要先將工件的部分孔系或平面鏜削后，再吊移工件并校正夾緊后鏜削其另一部分孔系或平面，出現(xiàn)了二次裝夾工件的問題。二次裝夾工件時的校正方法是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下在吊移工件后，只要校正完成工件的已加工孔系或平面后，即可開動工作臺加工剩余孔系或平面，但卻忽視了由于機床工作臺偏載和導(dǎo)軌間隙等問題而使工件隨工作臺發(fā)生水平變化而變化的情況，導(dǎo)致后續(xù)鏜削的平面或孔系的中心線與先前鏜削的平面或孔系的中心線不在同一平面內(nèi)，或平行度不符合圖樣要求的隱患，使各孔中心高度與工件的底平面距離出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。因此，在鏜削工件的前部孔系或平面時，需要同步鏜削一個輔助校正平面作為后續(xù)加工時的校正基準，可在工件外部預(yù)先加工一水平方向的校正面，或點焊一輔助板并在輔助板上加工一水平方向的校正面作為后續(xù)的校正基準，保證了工件在前后加工過程中的基準統(tǒng)一。有此輔助基準后，在鏜削工件的后續(xù)孔系或平面時，可以通過調(diào)整工件的輔助支撐架來調(diào)整工件的高度以校正輔助基準與前期加工工件時的狀態(tài)統(tǒng)一后，夾緊工件并鏜削工件的后續(xù)部分。

2. 垂直度誤差超差的解決辦法

在應(yīng)用鏜床加工工件的垂直孔系或垂直平面時，要先校正鏜床工作臺的回轉(zhuǎn)精度。如果其回轉(zhuǎn)后的定位精度不準確，必須校正工作臺回轉(zhuǎn)垂直度準確后，方可加工工件在工作臺旋轉(zhuǎn)后的后續(xù)部分。當然，可以通過校正工件的已加工孔系或平面對工作臺的回轉(zhuǎn)精度進行定位。但是，必須按照后續(xù)加工工件的工作臺或主軸進給方式進行校正，并對工作臺的位置進行定位。如果是利用主軸裝刀桿鏜孔，要先將工作臺移動到工件的被加工孔基本與鏜床主軸同心處，再將主軸上的刀桿槽孔中安裝并緊固輔助拉桿，對工件的已加工部位進行校正，校正后，緊固工作臺，并再校正一下，以防止工作臺在緊固過程中偏轉(zhuǎn)而留下隱患。如果工件的已加工部分較小，必須在工作臺或工件上增加輔助裝置校正基準，以確保工作臺回轉(zhuǎn)后的垂直度。

3. 應(yīng)用變速切削法防止鏜削薄壁工件過程中的振動

在鏜削剛性較差的薄壁箱體或筒體等類似工件過程中，有時會遇到因工件的強度不足而引起鏜削過程中的工藝系統(tǒng)發(fā)顫的現(xiàn)象，降低了鏜削工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。通常采取增加壓板或輔助支撐的方式解決這種問題。筆者經(jīng)過多年對該類問題的研究，發(fā)現(xiàn)該類發(fā)顫現(xiàn)象是由微小到劇烈逐漸增大的，即后續(xù)發(fā)顫是在前期發(fā)顫的基礎(chǔ)上逐漸增加的。鏜削工件的刀具在旋轉(zhuǎn)鏜削時，工件出現(xiàn)初次發(fā)顫后，其加工表面必然出現(xiàn)微量的“振痕”，該“振痕”會使刀具在第二圈的鏜削過程中沿其軌跡發(fā)生“顛覆”式的導(dǎo)向型切削，進一步導(dǎo)致“振痕”的增大，致使“振痕”在后續(xù)的鏜削過程中愈來愈大，從而造成鏜削工藝系統(tǒng)的振動隨之愈來愈強烈，這種現(xiàn)象就是因刀具的切削速度不變，使刀刃在切削過程中的“顛覆”軌跡一致造成的，發(fā)生了共振現(xiàn)象。通過頻繁按壓鏜床操作面板的點動按鈕，使刀具在鏜削此類工件過程中發(fā)生變速式切削，改變其振動頻率，可杜絕由于共振發(fā)生的鏜削工藝系統(tǒng)的振動現(xiàn)象，保證工件的加工質(zhì)量。但該方法盡量少用，以防止鏜床接觸器觸點由于頻繁通斷電而燒損。

圖1 行星架

4. 工件孔系中心距與編程數(shù)據(jù)不一致的克服辦法

在應(yīng)用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控鏜床或加工中心鏜削中心距精度較高的工件孔系時，有時會發(fā)現(xiàn)加工后的孔系中心距與編程數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。究其原因，是該數(shù)控鏜的X軸和Y軸的絲杠與絲母出現(xiàn)了磨損間隙，致使工作臺和主軸箱的實際運行軌跡與編程軌跡出現(xiàn)了誤差。所以，在應(yīng)用數(shù)控鏜或加工中心加工工件的多位置孔系編程時，必須考慮機床主軸箱和工作臺運行過程中的反向間隙。如在數(shù)控鏜或加工中心上加工如圖1所示行星架中周向均布的3個φ60+0.0210mm孔時，通常采用CYCIE86、HOLES2編程或極坐標編程，在模態(tài)調(diào)用方式下，機床主軸直接快速定位到各個孔中心的運行方式下，依次加工這3個孔，但由于機床使用年限較長，其絲杠與絲母反向間隙較大，在定位孔心位置時，工作臺存在逆向運行定位的方式，導(dǎo)致所加工的孔距出現(xiàn)了偏差。因為定位孔Ⅲ的中心位置時，由于孔Ⅰ到孔Ⅱ過程中主軸是向左移動的，而孔Ⅱ到孔Ⅲ過程中主軸卻改為向右移動，出現(xiàn)了逆向運行狀態(tài)，絲杠與絲母的反向間隙導(dǎo)致了運行距離與程序不符的現(xiàn)象，最終造成了上述問題的發(fā)生。為此，可以不采取上述HOLES2方式或極坐標編程方式的模態(tài)定位各孔孔心進行加工。定位孔Ⅲ中心時，可以先使主軸的右行距離超過孔Ⅱ和孔Ⅲ的中心距（519.62±0.02）mm而實際右行530mm，再左行530－519.62＝10.38（mm），克服機床絲杠與絲母的反向間隙，以確保被加工孔的位置度。當然，也可采取間隙補償?shù)姆绞浇鉀Q上述問題。

圖2 利用T68鏜床鉆削大型機殼的偏心注油孔

5. 用小鏜床加工大工件的孔或小平面的裝夾校正及鉆削方法

在應(yīng)用鏜床鉆削工件的過程中，有時會遇到小鏜床加工大工件某一個孔或小平面的情況，工件質(zhì)量嚴重超出鏜床工作臺的承載能力，工件一旦被校正裝夾后，鏜床的工作臺便無法再縱向和橫向移動，只能移動主軸箱對工件局部實施加工。特別是在鉆銑大型筒體類外部偏心孔時，由于無法移動工作臺而導(dǎo)致不能預(yù)先銑削一個鉆孔平面，給鉆孔工作帶來很大困難。如圖2所示利用T68鏜床鉆削大型機殼的偏心注油孔，先將機殼按照圖示方式吊放完成（選擇高度合適的墊塊或墊塊組），并塞入楔鐵，但不可解除吊繩，防止工件在校正過程中發(fā)生滑移、歪倒現(xiàn)象。其次，用主軸推拉鉆夾頭中的校正桿，并同時調(diào)整工件和楔鐵，使校正桿細線上的吊墜中心正對機殼內(nèi)部的兩個過油孔的中心，并且兩個過油孔的孔口端面高度一致，將工件緊固在工作臺上。再次，卸下鉆夾頭，安裝上切削刃中凹外凸的且比注油孔直徑大一些的鉆頭，搖動主軸并開動主軸箱，使鉆頭中心與工件的平面A平齊，再按照注油孔到平面A的中心距將主軸箱下移，直接慢慢鉆銑注油孔孔口圓弧面成為平面。最后，換上加長鉆頭鉆削注油孔。

注意：吊放工件時要大體將工件放到使注油孔中心線與主軸軸心線基本同軸的位置；細線必須在校正桿的垂直中心處下垂，防止校正不準；沒有吊墜時，可以用小螺母代替；用加長鉆頭鉆削前，最好先用等徑的短鉆頭鉆一下，作為加長鉆頭的定心導(dǎo)向孔；鉆削過程中必須澆注切削液。

6. 鏜削平行孔系必須采取同一進給方式

在應(yīng)用鏜床鏜削工件的過程中，經(jīng)常會遇到具有多組平行孔系工件需要鏜削的情況。有時因被鏜削工件的平行孔系各孔的長度或孔端面不一致而采取工作臺縱向進給和主軸進給聯(lián)合應(yīng)用的方法，這是不可取的。因工作臺進給時，由于其縱向行程導(dǎo)軌必然存在間隙，致使工作臺在進給過程中會在水平方向內(nèi)發(fā)生微量“飄移”的現(xiàn)象，導(dǎo)致其被鏜削孔的中心線發(fā)生微量偏移，造成被鏜削孔系的不同軸問題。同時，還會因工作臺偏載使其在進給過程中發(fā)生在水平面內(nèi)的“扭轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，從而增大被鏜削平行孔系的平行度誤差。

7. 通過墊塊的穩(wěn)定性解決工件鏜削過程中的發(fā)顫現(xiàn)象

鏜削筒體或殼體類強度薄弱工件時，有時會因工件強度不足以抵抗鏜削過程中的切削力而造成鏜削件發(fā)顫的現(xiàn)象。許多操作工不知如何簡單地解決該類問題，只會對工件增加壓板或輔助支撐。其實，有時只需將壓板的墊塊更換為強度較大的墊塊即可解決?？赏ㄟ^墊塊的穩(wěn)定性解決工件鏜削過程中的發(fā)顫現(xiàn)象。

8. 鏜削組合體聯(lián)軸器內(nèi)孔的快速裝夾校正法

在應(yīng)用鏜床鏜削組合體聯(lián)軸器內(nèi)孔時，防止其加工后對口面偏心，通常是將聯(lián)軸器在其對口面水平狀態(tài)下放置在V形鐵上，再用找正針對其對口面進行校平事項，有時需要加墊子，比較費時。通過分析其功用，直接將聯(lián)軸器以其對口面垂直于工作臺面的方式放置在V形鐵上并壓緊、加工。如果聯(lián)軸器兩端靠在V形鐵上的外圓直徑不同，則在外圓較小一端處的V形鐵上墊鐵皮即可，鐵皮厚度等于聯(lián)軸器外圓大小頭半徑之差。

9. 鏜削無定位基準的小型不規(guī)則工件的裝夾方法

無定位基準的小型不規(guī)則工件在鏜削過程中雖然較少遇到，但畢竟也有，由于其外形復(fù)雜且不規(guī)則，對其進行裝夾校正非常困難。為此，筆者通過先將其直接點焊或裝夾在輔助夾具上，然后再將其置于鏜床工作臺上對其進行校正加工。校正工件時，直接調(diào)整輔助夾具即可。

圖3 過內(nèi)孔中心刀頭鏜孔中的變形

10. 刀片焊接后其刀刃高度大于孔中心線高度的隱患與調(diào)整方法

在應(yīng)用焊接刀鏜孔的過程中，有時會發(fā)現(xiàn)刀頭在開始鏜削工件內(nèi)孔時會發(fā)生刀片破裂現(xiàn)象，起初認為是工藝系統(tǒng)發(fā)顫而發(fā)生了“打刀”現(xiàn)象。后來發(fā)現(xiàn)鏜孔時亦多次出現(xiàn)類似情況，這引起了筆者的注意。認真分析研究了鏜孔過程中刀頭由于受到較大的周向切削反力而在刀桿中發(fā)生變形的情況。如圖3所示過內(nèi)孔中心刀頭鏜孔中的變形，在鏜孔過程中，當?shù)额^受到工件被加工余量的周向推力時，由于刀頭是形體較小的方鋼，在切削力較大的情況下，必然會發(fā)生刀頭繞其與刀桿孔口最終接觸的A點（邊）向刀頭切削的反向旋轉(zhuǎn)一個角度。在應(yīng)用φ51mm刀桿裝夾后角為8°、刀片高于孔中心線2.5mm的刀頭鏜削φ102mm孔的過程中，刀頭繞A點反向轉(zhuǎn)動1°時，刀片會在鏜孔的徑向上伸長0.2mm，刀頭的后面會有0.4mm寬度的面積擠入已加工的孔壁。在此過程中，孔壁會對刀頭施加一個“抗入”的頂力，當該頂力大于刀片承受的強度時，刀片便會破裂。當然，這種情況基本都是發(fā)生在粗鏜孔的過程中，且同時存在著已加工孔徑隨刀頭的變形增大必然發(fā)生微量增大的現(xiàn)象。

對于該類問題的發(fā)生，只是因焊接刀片后的前刀面高于被鏜削孔中心線所致，即切削刃高于刀尖與刀桿回轉(zhuǎn)中心的連線。因此，只要將刀頭按照刀尖與刀桿回轉(zhuǎn)中心的連線做好提前彎曲即可。通常可按照刀頭在刀桿槽孔中的伸出長度而采用對刀頭進行加熱壓彎的方式改制。但最好還是在定做刀頭時做好相關(guān)技術(shù)要求，在驗收刀頭時按定制刀頭的標準進行驗收，從源頭上杜絕上述問題的發(fā)生。

11. 高效鏜削異形件同軸孔系的科學方法

在應(yīng)用鏜床鏜削異形件的同軸孔系時，通常是采用工作臺旋轉(zhuǎn)或可轉(zhuǎn)工裝裝夾對其進行鏜削。但有些工件形體較小，且又沒有專用工裝夾具，利用工作臺旋轉(zhuǎn)方式鏜削其同軸孔系時，由于工件在工作臺中間位置而距離工作臺邊緣較遠，使鏜床主軸及刀桿伸出較長，影響加工精度和效率。為此，筆者經(jīng)過多年研究，想出了一種鏜削該類工件同軸孔系的簡單方法。

首先，旋轉(zhuǎn)鏜床工作臺，使其T形槽與鏜床主軸軸心線平行，在工作臺的中間T形槽中視待用平鐵的長度安裝兩個定位擋塊，在擋塊兩側(cè)安置兩個平鐵，將平鐵靠實墊塊后，通過中間T形槽內(nèi)T形螺母和螺栓對其壓緊。其次，將兩個被加工工件吊放在工作臺上，分別使其同軸孔系的外邊靠實兩個平鐵的立面（工件靠實平鐵的部位不得有氧化皮或毛刺等，否則須修磨干凈），將工件壓緊在工作臺上。然后，按照其中一工件的被加工孔位鏜削其同軸孔系一端的孔至尺寸，再將工作臺或主軸橫向移動鏜削另一件的靠近主軸端的孔，主軸或工作臺的水平移動距離等于兩個平鐵厚度加擋塊厚度再加上兩個工件孔位到平鐵的水平距離。最后，松開壓緊工件的壓板，將工件水平旋轉(zhuǎn)180°后換位壓緊，按照上述方式鏜削剩余孔系，如圖4所示。

上述鏜削異形件同軸孔系的原理為：由于上述加工過程中工件底面以工作臺平面定位，鏜孔過程中工件只是水平旋轉(zhuǎn)180°，工作臺或主軸亦只作水平移動，主軸高度未變化，所以兩孔加工后其軸心線的高度一致；又因工件換位后還是以平鐵側(cè)面定位，鏜孔時主軸回轉(zhuǎn)軸心線到兩個平鐵側(cè)面的距離相等，所以兩孔的水平孔位是一致的。因此，這樣鏜削的工件的同軸孔系是同軸的。

注意：平鐵的厚度必須一致，其誤差不得大于孔系的同軸度誤差；平鐵壓緊在工作臺上后，必須校驗其側(cè)面與主軸軸心線的平行度，其誤差亦不得超過孔系的同軸度誤差；工作臺上平面與主軸軸心線的平行度亦須進行校驗，其誤差也不得超過孔系的同軸度誤差；在上述的水平和垂直方向均有誤差時，其誤差的平方和再開根方后其值不得大于孔系的同軸度誤差；在工作臺上工件的后端可以緊固一個定位塊，防止工件在鉆孔過程中由于軸向切削力較大而發(fā)生移動；在工件靠實平鐵的另一端最好也裝夾一個擋鐵，待工件壓緊后在該擋鐵和工件之間塞入斜鐵，防止工件在加工過程中在水平方向內(nèi)發(fā)生“游動”現(xiàn)象；夾緊工件時，必須先按照工件自由狀態(tài)放置的情形壓緊工件，然后再塞入擠緊的斜鐵，以防止工件原始定位的水平基準面或基準點發(fā)生變化，從而降低鏜削孔系的同軸度精度。

如果工作臺上平面與主軸軸心線平行度存在較大誤差，要先校驗待加工孔系的全長上其誤差最大值，在工作臺磨損量較大部位的工件底部墊上等于其誤差大小厚度的鐵皮。該鐵皮必須剛性足夠，且不隨工件的換位而移動。這樣可以使工件孔系的加工軸心線與鏜床主軸的軸心線一致，確實保證所鏜孔系的同軸度。

圖 4

12. 緊件螺母的合并使用技巧與功效

在應(yīng)用鏜床加工工件的過程中，有很多工件是通過螺栓、螺母擰緊壓板進行裝夾固定的。由于普通螺母厚度較小，在擰緊過程中只有少量螺紋與螺栓咬合，久而久之容易導(dǎo)致螺栓或螺母的螺紋發(fā)生變形，直至損壞，嚴重影響了螺栓和螺母的使用壽命。為此，筆者經(jīng)過多年分析研究，發(fā)明了一種將兩個螺母拼焊為一體使用的方法，大大提高了螺母和螺栓的使用壽命，并使其在緊固工件過程中變得更加牢靠。

該方法非常簡單易行。將第一個螺母擰在螺栓上后，再擰第二個螺母，使兩個螺母靠緊并對齊六方后，將其組焊為一體，如圖5所示。否則，更換第二個螺母重新進行擰試組合。將組焊后的加長螺母用絲錐過一遍螺紋即可使用，使用過程中注意在螺紋部分涂油，以提高其使用壽命。

圖 5

13. 結(jié)語

上述經(jīng)驗與竅門在鏜工實踐過程中有一定的借鑒作用，能有效提高鏜工的生產(chǎn)效率和鏜削工件的加工質(zhì)量，值得在同行業(yè)中推廣與應(yīng)用。

[1] 吳國梁. 鏜工實用技術(shù)手冊[M].南京：江蘇科學技術(shù)出版社，2007.

[2] 陳宏鈞. 機械加工技師綜合手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.