深孔鏜床導向套的改進

李保中

(山西焦煤西山煤電(集團)公司礦用設備修造廠，山西 太原 030053)

·技術經驗·

深孔鏜床導向套的改進

李保中

(山西焦煤西山煤電(集團)公司礦用設備修造廠，山西 太原 030053)

介紹了深孔鏜床的作業原理、特點及深孔導向套的作用，闡述了導向套的工藝缺陷，并說明了改進后導向套的結構、原理和特點。實踐證明，改進后導向套在節約成本、提高生產效率等方面具有較大實用價值。

深孔導向;耐磨性;襯套壓鍵

1 油缸鏜孔工藝概述

深孔鏜床是用來加工長薄壁工件普便選用的加工設備。西山煤電(集團)公司礦用設備修造廠加工油缸類產品，采用工件旋轉，刀具不旋轉只作往復進給運動的形式。鏜桿支承機構采用主軸式結構形式，鏜桿沿軸向自由移動，此結構剛性好，承載力大，穩定性高。工件采用授油器授油并液壓頂緊，在授油器的頭部錐盤內側，安裝有鏜頭導向套，用于鏜頭的導向。油缸缸筒加工工藝要求高，其內表面粗糙度要求為Ra0．4 ～0．8 μm，對同軸度、直線度、橢圓度、耐磨性要求嚴格。為保障產品質量，鏜頭采用復合式鏜頭，將切削刃具與內滾壓機構組合于一個鏜頭上，一次鏜削滾壓成型。采用復合鏜頭除能提高產品質量外，生產效率也大大提高，過去分粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓成型4道工序，現在可一次完成。但對鏜床導向套的精度要求也相應提高，導向套的磨損會造成整個油缸產品廢品率提高，無法補救，為此深孔鏜床導向套就成為保障產品質量的關鍵構件。深孔鏜床導向套示意圖見圖1，深孔鏜床導向套為此次主要改進構件。

2 鏜削工藝缺陷及原因分析

圖1 深孔鏜床導向套

鏜床在工作時，首先用主軸前內錐盤和授油器內錐盤將工件液壓頂緊，鏜削工件前，鏜頭縮于導向套內，當開始鏜削時，工件在主軸卡盤所傳遞的扭矩作用下旋轉，而鏜頭在導向套的支承導向作用下勻速從導向套中伸出，逐步進入工件開始鏜削作業，同時鏜頭也進入已鏜工件而逐步以工件作為導向，直至全部鏜頭脫離導向套。鏜削完畢，鏜頭原路退回，脫離工件重新縮回導向套內，然后卸下工件，完成一個工作循環。每鏜削完一次工件，鏜頭就需要進出一次導向套，期間檢查和更換刀具或鏜滾珠也需鏜頭經常從導向套中進出。導向套材料為HT200，具有很強的耐磨性，與組合鏜頭間隙公差維持在0．06～0．014，在鏜頭多次往復進出導向套過程中，導向套極易被鏜刀刃拉傷或滾珠擠傷，造成導向套的內孔磨損，這樣鏜床導向套與鏜頭間隙過大，導致鏜頭在進入工件前產生較大的徑向跳動，鏜出的油缸缸口100 mm范圍內尺寸偏差加大、橢圓度超標，不能進行有效內滾壓，表面粗糙度不符合要求，導致產品質量不合格。過去的一貫做法是發現導向套磨損，影響尺寸精度，就更換新導向套。每年需更換7～8個，每個價格在4 000元左右，每年要多支出30 000元。為此，根據鏜床導向套工作特點，對其進行了研究發現，導向套在工作過程中，磨損尺寸只有導向套全長的2/3，大約在100～150 mm范圍內，其它位置一般不受損壞，能否將損壞后的導向套內孔鏜大，鑲以耐磨性強的材料，每次磨損后只更換耐磨套，而不更換整個導向套。因此，對整個導向套進行了如下改進設計。

3 深孔鏜導向套改進方法及工效

首先將導向套內孔進行了鏜孔處理，將原孔尺寸d100增大為d112，從入口端面沿軸線鏜出150 mm長，留出止口，作為耐磨襯套的限位，選用合適材料加工一個外徑d112，壁厚6 mm的耐磨襯套，將其鑲在鏜好的導向套內，這樣的尺寸既不影響原導向套的強度，又使耐磨襯套具備一定的剛性要求。導向套裝配圖見圖2。

圖2 導向套裝配圖

鏜削加工過程中，復合鏜頭不斷往復于d100內孔，耐磨襯套起到了支承鏜頭和導向作用。由于復合鏜頭連在鏜桿上，鏜頭上帶有鏜刀及淬火滾珠，鏜削起動過程中，工件的旋轉扭矩作用于鏜頭上，鏜頭的力量通過雙排滾珠作用于耐磨襯套上，單位面積上所承受的壓力非常大，導致耐磨襯套很快磨損。這樣對耐磨襯套的要求較高，一要與導向套配合緊密，它與導向套之間不能有相對位移。二要有較高的硬度及耐磨性。三要內孔尺寸精度要求高，要求鏜頭徑向滾珠與耐磨襯套間隙控制在0．060～0．014，并且要考慮到耐磨襯套的剛性要求，耐磨襯套在加工后，內徑尺寸偏差要稍大于0．060～0．014公差范圍，這樣鑲入導向套后內徑尺寸縮小后才能符合尺寸公差要求。四要拆裝方便。這就要求耐磨襯套料的選材要經濟合理，配合尺寸要精確，而且要將耐磨襯套加以固定，否則耐磨襯套將會隨著滾壓頭旋轉或軸向滑動。根據這個特點，對耐磨襯套作了如下處理:耐磨襯套料選用27SiMn，將其進行調質處理，使其具有一定的硬度和耐磨性，并對其結構進行了特殊設計加工。耐磨襯套示意圖見圖3。

圖3 耐磨襯套示意圖

在耐磨襯套的入口端，銑出厚10 mm的鍵槽，用兩壓鍵將其鎖定，分別用2條M8的內六角螺栓將其擰緊固定，并且兩壓鍵應臥入導向套端面內(提前銑兩凹槽)，這樣，在工作過程中，不影響導向套功用，且耐磨襯套不發生軸向和徑向滑動。導向套安裝示意圖見圖4。

圖4 導向套安裝示意圖

改造后，經現場操作人員實際使用，效果較好，不影響產品質量，更換操作較為方便。此項改造加工導向套成本500元，加工耐磨襯套成本300元，加工壓鍵成本100元，一次性成本不超過1 000元，后續更換襯套成本300元/件。每臺鏜床年節省資金30 000元，經濟效益比較可觀。

4 結束語

根據現有條件，克服鏜床導向套結構上的弱點，不改變原加工工藝，保證產品加工精度的前提下，適當更改導向部件的結構，可起到事半功倍的效果，提高了設備的利用率和經濟效益。

［1］ 楊叔子．機械加工工藝手冊．北京:機械工業出版社，2002:196－205

［2］ 富保利．機械加工竅門集粹．北京:北京出版社，1990:219－243

Improvement on Guide Sleeve of Deep Hole Boring M achine

Li Bao－Zhong

Introduces the operation principle，characteristics of the deep hole boring machine and the function of the deep hole guide sleeve，expounds the process defects of the guide sleeve，and explains the structure，principle and characteristics of the guide sleeve after improved．The practice proves that this guide sleeve has larger practical value in saving cost，improving production efficiency and other．

Deep hole guide;Wear resistance;Bushing pressure key

TD403

A

1672－0652(2012)09－0033－02

2012－07－16

李保中(1971—)，男，山西太谷人，2003年畢業于太原重型機械學院，工程師，主要從事機加工、焊工生產技術及管理工作(E －mail)baozhongli@126．com