采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝的設(shè)制與應(yīng)用

趙忠剛 史仁貴 陸興龍

摘 要：通過對采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔周向偏差產(chǎn)生的原因分析，論述了鉆削該齒圈螺栓孔的工裝設(shè)計(jì)理念，并詳細(xì)闡述了制做、使用該工裝的過程細(xì)節(jié)及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：齒圈;模板;鉆孔;倒個(gè);周向;定位銷;同軸度

前言

安裝圖1所示的采煤機(jī)截割部行星架齒圈時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到因齒圈螺栓孔偏斜造成孔距偏差過大而導(dǎo)致無法裝入其緊固螺栓的現(xiàn)象，需要拆下后修復(fù)偏斜嚴(yán)重的孔，直接致使人力物力的浪費(fèi)和延誤生產(chǎn)工期。經(jīng)過多年琢磨其螺栓孔加工過程和使用條件，研究出了一套較為科學(xué)的齒圈鉆孔工藝和工裝，現(xiàn)介紹如下。

1.原采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔的方法

首先，由鉗工劃出采煤機(jī)截割部齒圈螺栓孔和穩(wěn)銷孔的孔位線或在加工中心上對其各孔進(jìn)行預(yù)鉆中心定位孔;然后，轉(zhuǎn)到鉆床上按照各孔的孔位線或預(yù)鉆的中心定位孔對各孔進(jìn)行鉆削，按照圖紙標(biāo)注的深度鉆、鉸穩(wěn)銷孔，鉆透各螺栓孔（周向均布）。

2.原采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔的缺陷及其形成原因

原采煤機(jī)行星架齒圈的螺栓孔的主要缺陷是孔心線偏斜，嚴(yán)重者導(dǎo)致齒圈鉆螺栓孔鉆孔末端的孔中心距尺寸偏差達(dá)到2mm以上，致使安裝齒圈時(shí)，出現(xiàn)一、兩條螺栓無法同時(shí)穿入截割部、齒圈、軸承座螺栓孔的現(xiàn)象。

齒圈螺栓孔偏斜的主要原因：鉆頭的兩個(gè)主切削刃不對稱，鉆孔時(shí)其切削刃所受的徑向力不相等，使鉆頭的軸心線發(fā)生偏斜，致使鉆孔偏斜;鉆孔深度增加后會(huì)發(fā)生排屑困難的現(xiàn)象，孔中的鐵屑擠壓力就會(huì)使鉆頭發(fā)生偏斜，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜;鉆頭軸心線與工件端面不垂直也會(huì)導(dǎo)致鉆孔偏斜，即齒圈安置不正;鉆頭太長使其在鉆孔過程中容易發(fā)生彎曲，進(jìn)而造成鉆孔偏斜;進(jìn)給量過大使鉆頭使鉆頭發(fā)生彎曲，導(dǎo)致鉆孔偏斜;鉆頭切削刃磨鈍、切削刃有積屑瘤、橫刃太長等都會(huì)使鉆孔偏斜;劃線時(shí)的樣沖眼不正也會(huì)導(dǎo)致鉆頭鉆孔時(shí)發(fā)生偏擺而造成鉆孔偏斜現(xiàn)象;工件的材質(zhì)不均勻使鉆頭兩切削刃受力不平衡，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜現(xiàn)象。

綜上所述，所有被鉆孔的偏斜量都會(huì)隨孔的深度增加和鉆頭的長度增加而增大。所以，解決孔的深度和縮短鉆頭的長度是減小鉆孔偏斜量的最根本措施。

3.采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝的設(shè)計(jì)理念與制做

基于“解決孔的深度和縮短鉆頭的長度是減小鉆孔偏斜量的最根本措施”的理念，對于減小采煤機(jī)截割部行星架齒圈上的螺栓孔偏斜量的問題，只能采取從齒圈兩端鉆削的方式來實(shí)現(xiàn)，即達(dá)到了減小孔的深度，又可以縮短鉆頭的長度。如果鉆孔時(shí)能使其兩端的孔位保持在同一位置，即可保證孔的同軸度。由于此時(shí)鉆頭縮短近一半，其剛性會(huì)大大提高，并且排屑也順暢，杜絕了鐵屑在孔中擠壓鉆頭的現(xiàn)象，能大大減小鉆孔的偏斜量。但從孔的兩端鉆削時(shí)，保證孔的同軸度是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。可以先用模板定位鉆齒圈帶穩(wěn)銷孔側(cè)的各個(gè)孔，然后，倒個(gè)利用齒圈上的任一螺栓孔和齒圈內(nèi)止口對齒圈進(jìn)行定位裝卡，通過模板使齒圈每個(gè)螺栓孔的孔位在齒圈的圓周方向上分度不變，再鉆另一側(cè)的所有螺栓孔，直至鉆透。模板在齒圈圓周方向上必須定位，且其中心必須與齒圈軸心線重合，方能使齒圈的每個(gè)螺栓孔由兩端鉆削達(dá)到同軸。為此，設(shè)計(jì)采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝如圖2所示，底座的凸臺定位齒圈的內(nèi)止口，模板的凸臺安裝在齒圈的內(nèi)止口上，使模板軸心線與齒圈軸心線和底座軸心線重合，底座兩側(cè)的定位槽板限制了模板的周向移動(dòng)，底座上的穩(wěn)銷限制了齒圈的周向移動(dòng)，并且該穩(wěn)銷軸心線與模板上的任一定位鉆螺栓孔的導(dǎo)向孔軸心線重合，以保證齒圈螺栓孔的同軸度和位置度。

制做該工裝步驟：首先，數(shù)控下料底座與模板及定位槽板的毛坯;其次，在大車上車削其兩端面及各圓臺和模板中心孔及底座螺栓孔;然后，在加工中心上以模板凸臺校正后鉆削各螺栓孔及穩(wěn)銷孔的導(dǎo)向孔，并銑削模板兩側(cè)的定位耳邊，同時(shí)，將定位槽板按照圖2方式組焊在底座上，并在加工中心上以底座凸臺校正后銑削定位槽板的定位槽及鉆削其上的小螺栓孔;最后，將模板安裝在定位槽板的定位槽上，用鉸刀校正其上一穩(wěn)銷孔的鉆削導(dǎo)向孔，取下模板，機(jī)床工作臺不動(dòng)，只是主軸推進(jìn)鉆頭，在底座上鉆、鉸安裝定位銷的孔即可。

4.采煤機(jī)截割部行星架齒圈鉆孔工裝的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

使用該工裝鉆削采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔及穩(wěn)銷孔步驟：首先，將工裝的底座部分通過其小螺栓緊固在擦凈的鉆床工作臺上;其次，將齒圈安裝在底座上，并蓋上模板，緊固大螺栓螺母;然后，通過模板對應(yīng)的導(dǎo)向孔鉆、鉸齒圈穩(wěn)銷孔，鉆削齒圈螺栓孔至一半深度;最后，卸下齒圈，在底座上插入定位銷，將齒圈倒個(gè)安裝在底座上，使定位銷插入其一穩(wěn)銷孔，蓋上模板并壓實(shí)，鉆削各螺栓孔至通透即可。

注意：模板各導(dǎo)向孔需鑲嵌導(dǎo)向套;最好使用適當(dāng)長度的鉆頭，能有效提高鉆頭的剛性和鉆孔質(zhì)量與效率;鉆削時(shí)使用切削液冷卻和潤滑;裝卸工件時(shí)嚴(yán)禁碰撞定位槽板;使用工裝前擦凈各面，做好首件檢驗(yàn);用后擦凈切削液和鐵屑等雜質(zhì)，并涂油。

5.結(jié)束語

使用該工裝鉆削采煤機(jī)截割部行星架齒圈的螺栓孔及穩(wěn)銷孔，能大大減小各螺栓孔的偏斜量，并且省略了對各孔的劃線工序或預(yù)鉆中心孔工序，節(jié)約了轉(zhuǎn)遞時(shí)間;通過利用短鉆頭鉆削還可適當(dāng)提高鉆削進(jìn)給量，縮短了工件的生產(chǎn)周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本;同時(shí)，還可降低對操作工的技能要求，并且確保了齒圈的鉆孔質(zhì)量。該工裝設(shè)計(jì)新穎、制做成本低廉，很值得在同行業(yè)中推廣應(yīng)用，有較好的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第五版第1卷）. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2]吳拓主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

作者簡介：趙忠剛（1969—），男，山東泰安市人，畢業(yè)于山東科技大學(xué)：機(jī)電一體化，專科。在省級和國家級刊物發(fā)表科技論文30余篇，國家鏜工技師，山東能源機(jī)械集團(tuán)機(jī)加工首席技師，山東能源機(jī)械集團(tuán)中礦采煤機(jī)制造有限公司副總經(jīng)理，現(xiàn)主要從事企業(yè)管理體系研究和工藝裝備開發(fā)。