榨輥藕孔加工專用機(jī)械與設(shè)備

陳錫武

（廣東省湛江農(nóng)墾第一機(jī)械廠， 廣東　湛江　524037）

榨輥藕孔加工專用機(jī)械與設(shè)備

陳錫武

（廣東省湛江農(nóng)墾第一機(jī)械廠， 廣東湛江524037）

針對(duì)目前糖廠榨輥藕孔加工存在問題，開發(fā)出新型的藕孔加工專用設(shè)備，解決了不調(diào)頭、不注水加工的難題，還能進(jìn)行其它大型工件的鉆孔、擴(kuò)孔加工，同時(shí)滿足了企業(yè)日益嚴(yán)峻的環(huán)保要求，應(yīng)用前景廣闊。

深孔加工；仿形排削槽；干切削

1　引言

在甘蔗制糖工藝中，壓榨機(jī)是必不可少的設(shè)備，三輥壓榨機(jī)中面輥藕孔（也叫排汁孔）在壓榨的過程有著流出蔗汁的功能，是壓榨過程中非常重要的一環(huán)。由于榨輥是易損件，而且榨輥重量大，鑄造需要的時(shí)間長(zhǎng)，一般都要提前一個(gè)榨季做備件。要加工藕孔的面輥加工周期更長(zhǎng)，如果備件不充足就會(huì)影響糖廠正常生產(chǎn)。

2　現(xiàn)狀

在機(jī)械加工術(shù)語(yǔ)中，當(dāng)鉆孔的深度l與直徑d之比大于6時(shí)，視為深孔鉆削。鉆削深孔的鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛性差，鉆削時(shí)鉆頭容易偏斜并與孔壁發(fā)生摩擦，同時(shí)對(duì)鉆頭的冷卻和排屑也較困難。因此，當(dāng)l/d之比大于20時(shí)需要采用專門設(shè)計(jì)的深孔鉆，才能達(dá)到較高的鉆削質(zhì)量和效率。目前糖廠普遍使用的中Φ610、Φ710、Φ810壓榨機(jī)榨輥的長(zhǎng)度在1200到2200mm之間，藕孔直徑在40mm左右，l/d之比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20，目前在使用的加工設(shè)備都要調(diào)頭加工和注水排削，效率低下，精度低，甚至部分藕孔不通，加上污水處理也是個(gè)難題。糖廠急需扭轉(zhuǎn)這個(gè)不利局面，開發(fā)出新的藕孔加工專用設(shè)備，來滿足生產(chǎn)的需求。

3　方案和參數(shù)的確定

新的藕孔加工專用設(shè)備要達(dá)到高精度和高效率，就不能在現(xiàn)有設(shè)備上小改小鬧，必需要有全新的設(shè)計(jì)和合理的結(jié)構(gòu)。就得滿足不用調(diào)頭加工，不用注水排削等基本要求，還要保證藕孔的精度，提高加工的效率。根據(jù)這基本要求，初步打算采取兩頭鉆削，榨輥中間調(diào)整的結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　新型藕孔加工設(shè)備示意圖

方案中，可調(diào)速鉆削頭提供切削力，通過更換速比齒輪調(diào)整輸出轉(zhuǎn)速，有五級(jí)可調(diào)，最慢40r/min；進(jìn)給箱提供進(jìn)給量，進(jìn)給轉(zhuǎn)速可調(diào)，可反向快速退出。通過調(diào)整臺(tái)調(diào)整劃好線的榨輥加工孔位置，然后固定工件，兩頭同時(shí)鉆削，一邊鉆頭在快鉆削到榨輥中間位置時(shí)停止鉆削并快速退出，另一邊繼續(xù)鉆削直至鉆穿排汁孔。這樣不但可以解決了不用調(diào)頭加工的問題，同時(shí)兩頭排汁孔的同軸度偏差大大減小，還能提高一倍以上的效率。確定了初步的方案，選好鉆削頭和進(jìn)給箱的型號(hào)，新型藕孔加工專用設(shè)備的基本參數(shù)也就確定下來了，如表1所示。

表1　基本參數(shù)

4　要解決的技術(shù)難點(diǎn)

新的藕孔加工設(shè)備解決了不用調(diào)頭加工的問題，提高了加工效率，但由于環(huán)保問題不能采用注水的方式來排削和冷卻鉆頭。所以新的藕孔加工設(shè)備要取得成功就必須解決的兩個(gè)主要難題，一是鉆頭的排削問題，二是鉆頭的冷卻問題。解決好這兩個(gè)問題，新的藕孔加工專用設(shè)備就可以進(jìn)入推廣應(yīng)用了。

5　鉆頭的排削問題

一般榨輥長(zhǎng)度在1200～2000mm，即使不用調(diào)頭加工，要鉆孔的深度也在600～1000mm之間，普通鉆頭是無(wú)法滿足加工要求的，必須要用到加長(zhǎng)桿，這樣鉆頭就不可能像普通鉆頭那樣通過排削槽來排削。如果借鑒鉆頭的排削槽來做加長(zhǎng)桿，應(yīng)該能解決排削問題。但是要在加長(zhǎng)桿上加工鉆頭排削槽是一件非常困難的事，只能做成仿排削槽形式，模仿排削槽來排削，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

仿形排削槽的排削效果理論上是沒問題的，但還得通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。將試驗(yàn)坯料（Φ80X600）固定在T68臥式鏜床的工作臺(tái)上，裝好有仿形排削槽的加長(zhǎng)鉆頭，對(duì)好中心，然后開始鉆削，并觀察鉆孔的排削情況。通過實(shí)驗(yàn)可以看出，仿形排削槽完全能滿足排削的要求，仿形排削槽螺距的大小決定了排削的快慢，加長(zhǎng)桿上的螺距一般比鉆頭上的螺距大一點(diǎn)，這樣方便切削快速地排出。排削的順暢與否也直接關(guān)系到鉆頭的冷卻，因?yàn)樵谡５募庸み^程中80%切削熱量由切削帶走。

6　鉆頭的冷卻問題

在深孔加工中，鉆頭的冷卻是個(gè)比較復(fù)雜的問題。一般加工中降低切削刃溫度最有效的方法是采用切削液冷卻，以輔助排屑和帶走熱量。但是，新的藕孔加工設(shè)備方案中為了獲得潔凈、無(wú)污染的切屑，省去了切削液及其處理等大量費(fèi)用，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本而采用干切削。

圖2　仿形排削槽結(jié)構(gòu)圖

干切削中比較關(guān)鍵是鉆頭材料的選擇，要求鉆頭材料具有極高的紅硬性和熱韌性，而且還必須有良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結(jié)性，比如超細(xì)硬質(zhì)合金。選好了鉆頭還得調(diào)好切削量和進(jìn)給量，兩者選擇得合理，鉆頭摩擦就小，產(chǎn)生的熱量也相對(duì)減少，鉆頭的磨損也就小。如何選擇合理的切削量和進(jìn)給量呢？切削量是按照加工要求確定的，根據(jù)藕孔的加工精度、榨輥材料的硬度和鉆頭大小來選擇的。還可以從排出來的切削形狀來判斷，如果切削成3～5mm的片狀，切削量和進(jìn)給量是選擇合理的；如果是粉狀，鉆頭與榨輥已經(jīng)在磨了，切削量和進(jìn)給量是選擇得不合理，需重新設(shè)定。

總的來說，要在新型藕孔加工設(shè)備上實(shí)現(xiàn)干切削，除了要選好鉆頭的材料，還要有順暢的排削和合理切削量、進(jìn)給量才能達(dá)到。解決了這兩個(gè)問題之后，新型的藕孔加工設(shè)備就可以進(jìn)入樣機(jī)的制作了。

7　使用效果

經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證、修改、研究，終于完成了樣機(jī)的制作，并投入生產(chǎn)試用。經(jīng)過試用，新型藕孔加工設(shè)備達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的效果，滿足糖廠的加工需要。表2是與糖廠舊深孔鉆對(duì)比分析。

表2　新型藕孔加工設(shè)備與糖廠舊深孔鉆對(duì)比分析表

從表2可以看出，新型藕孔加工設(shè)備比糖廠舊深孔鉆減少了一次榨輥調(diào)頭裝夾，藕孔的加工精度也大幅度提高，還節(jié)省了污水處理的費(fèi)用，加工效率至少也提高了50%，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。值得推廣應(yīng)用。

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2095-820X（2016）02-03

2016-03-30