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汪世榮 楊堅生 向光波

活塞桿鉆孔倒角機，用于完成活塞桿端部銷軸孔（見圖1）的鉆和倒角2個工序。利用CW6163床身結(jié)構(gòu)，增加相關(guān)組件，用可充分利用高速旋轉(zhuǎn)的T鉆代替普通鉆頭，利用車床大托板移動實現(xiàn)工進，一次裝夾，完成鉆孔與倒角2個工序，縮短了加工時間，提高了加工效率。

圖1 活塞桿裝配圖及零件圖

1. 鉆孔倒角機設(shè)計背景、原理及參數(shù)

（1）設(shè)計背景。液壓傳動中伸縮油缸應(yīng)用廣泛,伸縮活塞桿端部的銷軸孔，常用孔徑范圍為φ 30～φ80mm。目前該銷軸孔多采用普通鉆頭在鉆床、鏜床上加工，工藝流程根據(jù)鉆孔直徑大小分為鉆—倒角或鉆—擴—倒角，倒角時需更換鉆頭，二次裝夾、二次找正，且普通鉆頭轉(zhuǎn)速低，工人勞動量大，效率較低。

隨著高速旋轉(zhuǎn)鉆頭的出現(xiàn)，加工效率逐步提高，但高速旋轉(zhuǎn)刀具的加工環(huán)境及冷卻要求多適用在加工中心等先進設(shè)備中，加工成本較高。為了在普通設(shè)備中使用該類高速旋轉(zhuǎn)刀具，設(shè)計該活塞桿鉆孔倒角機，對提高加工效率、降低加工成本具有重要的意義。

（2）設(shè)計原理：①刀具旋轉(zhuǎn)支撐部分設(shè)計采用輸油器結(jié)構(gòu)（見圖3），保證剛度合理的前提下，實現(xiàn)刀具內(nèi)排液，并可控制切削液的流量。②裝夾系統(tǒng)采用徑向定位和軸向定位兩種定位，可調(diào)節(jié)到鉆孔中心位置符合圖樣要求，結(jié)合壓板式夾緊。③倒角系統(tǒng)采用原車床尾座，抽去絲杠等內(nèi)部零件，加入鉆桿、電動機等改制而成。倒角電動機可實現(xiàn)變頻，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。當(dāng)工件鉆孔結(jié)束，工件在大托板的帶動下快速返回進行倒角。倒角鉆桿莫氏錐度為6#，強度高。④冷卻系統(tǒng)利用原車床尾部的冷卻液箱，增加一個流量為10L的齒輪油泵、電動機等附件，通過流量調(diào)節(jié)閥，送往輸油器，實現(xiàn)切削液的循環(huán)利用。

（3）技術(shù)參數(shù)：活塞桿鉆孔倒角機主要技術(shù)參數(shù)如附表所示。

活塞桿鉆孔倒角機主要技術(shù)參數(shù)表

2. 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

活塞桿鉆孔倒角機（見圖2），利用CW6163車床床身，增加輸油器系統(tǒng)、裝夾系統(tǒng)、倒角系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，充分利用內(nèi)冷卻的高速旋轉(zhuǎn)刀具，實現(xiàn)快速鉆孔、快速倒角的目的。

圖 2

（1）輸油器系統(tǒng)。該系統(tǒng)（見圖3）固定T鉆，并使切削液順利進入T鉆端部，起到固定、旋轉(zhuǎn)及冷卻刀具的作用。該輸油器端部采用莫氏6#錐度鉆桿，利用外φ120mm外錐套與機床主軸錐孔聯(lián)接，內(nèi)莫氏6#錐孔聯(lián)接鉆桿，傳動穩(wěn)定性高。切削液通過泵站、流量控制閥由接頭進入內(nèi)腔，流入刀頭。鉆柄座可更換，可實現(xiàn)夾持φ40mm和φ50mm的U鉆刀柄，覆蓋了活塞桿大部分鉆孔的加工直徑。

圖5 倒角系統(tǒng)簡圖

（2）活塞桿裝夾系統(tǒng)。裝夾系統(tǒng)（見圖4）采用2個V形塊實現(xiàn)徑向定位，保證活塞桿軸線與機床主軸軸線垂直并在同一平面；軸向采用距控裝置實現(xiàn)軸向定位，保證孔中心與機床主軸重合。垂控裝置使鉆孔平面豎直；2個V形塊利用1個固定、1個可滑動的方式實現(xiàn)夾緊不同長度的活塞桿，可加工500～1 200mm長度范圍的活塞桿。夾緊裝置可左右旋轉(zhuǎn)，方便上下活件并快速夾緊。

（3）倒角系統(tǒng)。倒角系統(tǒng)（見圖5）采用原車床的尾座，抽去絲杠等內(nèi)部零件，加入鉆桿、前后軸承座及電動機等改造構(gòu)成。倒角電動機可實現(xiàn)變頻，轉(zhuǎn)速100～200r/min可調(diào)。當(dāng)工件鉆孔結(jié)束，工件在大托板的帶動下快速返回進行倒角。倒角鉆桿使用錐度莫氏6#的裝夾鉆頭。

圖4 裝夾系統(tǒng)簡圖

圖3 輸油器簡圖

3. 性能特點

（1）加工直徑范圍廣。該輸油器端部采用莫氏6#錐度與機床主軸聯(lián)接，后部有拉桿設(shè)計，確保聯(lián)接牢靠。兩種規(guī)格的鉆柄座，可更換夾持φ 40mm和φ50mm的U鉆刀柄，覆蓋了常用的φ30～φ80mm鉆孔直徑范圍。實驗數(shù)據(jù)顯示，鉆孔效率是普通加工設(shè)備的2～3倍。

（2）裝夾可靠性。裝夾系統(tǒng)采用兩個V形塊實現(xiàn)徑向定位，軸向采用距控裝置實現(xiàn)軸向定位。夾緊裝置裝有軸承，旋轉(zhuǎn)靈活，方便上下活件。

（3）倒角靈活性。倒角電動機可實現(xiàn)變頻，轉(zhuǎn)速在100～200r/min范圍內(nèi)可調(diào)。當(dāng)工件鉆孔結(jié)束，工件在大托板的帶動下快速返回進行倒角。如此消除了二次裝夾時間，提高了加工效率。

（4）切削液循環(huán)利用。冷卻系統(tǒng)利用原車床尾部的冷卻液箱，增加一個流量為10L的齒輪油泵，確保鉆頭得到足夠的冷卻，切削液通過流量調(diào)節(jié)閥送往輸油器，實現(xiàn)切削液的循環(huán)利用。

4. 結(jié)語

鉆孔倒角機為加工銷軸孔提供了一種成本低廉、提高加工效率的新方法。該設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、性能可靠且使用安全性高，可用于礦山液壓設(shè)備、工程機械等需要液壓缸加工的行業(yè)，解決了普通鉆床加工效率低、勞動強度大等問題，為液壓缸加工提供了理想的專用設(shè)備。

[1] 倪森壽. 機械制造工藝與裝備[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：78-90.

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