普通立式車床實現斜孔加工的工裝設計及使用

高 進 林朋朋 李志國

（濟南重工股份有限公司，濟南 250109）

盾構機主要由刀盤、盾體、管片安裝機、螺旋輸送機、后配套系統等部分組成，盾體分為前盾、中盾和尾盾三部分。螺旋輸送機安裝在前盾的底部，其作用是輸送渣土和控制土倉壓力。螺旋機前閘門位于土倉內，通過液壓油缸來實現閘門的開啟及關閉。突然斷電時，后閘門會自動關閉，以防止噴涌，后閘門必須定期手動注脂以保證其正常工作。螺旋輸送機從盾體的底部一直伸至拖車上方，與盾構機的盾體成一定斜度，螺旋輸送機的輸送軸通過前盾隔板上焊接的渣土前閘門的孔穿入隧道的土層將掘進挖的土旋出去，這樣就造成前盾隔板上渣土前閘門中的前板、后板的孔是個成一定角度的斜孔，并不是一個規整的圓，如圖1所示。

圖1 盾構機原理圖

1 渣土前閘門門框結構及加工分析[1-3]

螺旋輸送機渣土前閘門的門框焊接在前盾隔板上，門框分前板、后板。前板后板通過螺栓把合后再焊接成一體，組成門框，渣土前閘門的門一、門二插入門框空隙，靠液壓油缸推動實現渣土前閘門的開合。由于螺旋輸送機成傾斜狀態穿過前盾隔板，故造成門框的孔是一個傾斜孔，圖2為門框示意圖。

圖2為渣土前閘門的門框組成圖，前板、后板通過螺栓及焊接連成一體，門一、門二通過中間的空隙實現開、合。從圖紙中可以看出斜孔與軸線成22.5°，結合現有設備，想要實現斜孔加工，最簡單有效的辦法就是將工件傾斜22.5°，將斜孔調整成普通的孔，使孔變成與立車刀架平行，就能在普通立式車床上實現此孔的加工，將工件傾斜以后，就需要考慮工件如何上活，如何固定，才能實現孔的加工，故需要設計加工工裝，實現工件的定位、裝夾，并完成斜孔的加工。

圖2 渣土前閘門門框示意圖

2 工裝的設計及使用[4-5]

為解決這一技術問題，設計了在普通立式車床上加工斜孔的加工工裝，此工裝包括長支撐、底板、短支撐、支撐斜板和擋板，兩件長支撐和短支撐分別立焊于底板兩端，兩件支撐斜板分別焊接于長支撐和短支撐頂部呈傾斜角度，在底板的短支撐一端焊接有擋板，為滿足斜孔加工的需要及減輕工裝的重量，將工裝底板中間設計成空腔，兩側利用槽鋼當支腿，在支腿上焊接支撐斜板，使工裝中間是空的，利用兩側的支撐斜板將工件撐起來，加工中間斜孔時與工裝不接觸，比較方便，在工裝一側焊接兩塊擋板，擋住工件，當工件傾斜時起到一個擋板的作用，具體見圖3工件的加工圖及圖4工裝的設計圖紙，工裝圖紙中的雙點劃線為要加工的渣土前閘門的前板，圖中α為22.5°，A為斜孔的尺寸900。

2.1 工裝的焊接

長支撐、短支撐、支撐斜板、底板和擋板按圖焊接成斜孔工裝，支撐斜板和底板留有加工余量，工裝焊接完成后轉機加工。

圖3 渣土前閘門前板孔的加工簡圖

圖4 車斜孔工裝簡圖

2.2 工裝的加工

為保證工裝角度22.5°的準確性，在工裝的底面與上部斜面上均留有加工余量，焊接完成后，鉗工按照工裝圖紙劃工裝的底面及上部斜面的加工線并打樣沖眼，數控XK2125鏜銑床，按圖加工工件的底面和支撐斜板的上平面，使底板與支撐斜板加工后的角度為22.5°，為減小工件加工應力及變形，在加工過程中每次吃刀量盡量少，分粗加工、半精加工、精加工才將工裝加工完成。

2.3 工裝的使用

鉗工：先將工件放在劃線平臺上，鉗工線工件的加工十字線中心線，及900孔的加工圓線并打樣沖眼，作為工件上活的找正基準。

C5225立式車床：將車斜工裝放置在立式車床工作臺上，再將工件置于工裝的支撐斜板上，此時工件與車床工作臺平面呈22.5°傾斜，根據鉗工所劃的基準線及加工圓線進行找正，找正完成后，通過焊接于工件兩端的耳板利用螺栓、壓板等將工件壓緊固定，最后按正常車孔的工序進行加工出傾斜度為22.5°的斜孔。

圖5 斜孔加工狀態示意圖

4 結語

通過對盾構機渣土前閘門前板、后板斜孔特點的研究并結合現有設備，設計了車斜孔工裝，實現了在普通立式車床上加工斜孔，滿足了設計要求并擴大了立式車床的加工范圍。