專用刀桿助力車床加工大長圓錐孔

■中車北京南口機械有限公司 （北京 102202） 鄭文虎 張明杰

1. 工件的結構尺寸與要求

這是一件模具套，材料為一般鋼，外圓直徑560m m，長度1 500m m，內孔全長為圓錐孔，錐度為1∶150，孔的大端直徑482mm，錐孔的表面粗糙度值 Ra＝6.3μm。如果不是圓錐孔，就可以在大鏜床上用鏜桿進行鏜削加工，但用一般鏜桿（加刀盤）其長度就必須大于工件長度的兩倍，這時刀桿的剛度就會變差，加工質量也難以保證。為了能在車床上車削直徑大和長度長的圓錐孔，就設計制造了如圖1所示的刀桿。

2. 刀桿結構及功能

為了支承加工中的工件右端，我公司制造了能支承大外徑的在C650型車床上用的大中心架，此中心架用鐵板焊接而成，三個托爪結構與普通中心架相同。為了使刀桿在工作時不隨車床主軸旋轉，刀桿左端由主軸套4中銅質刀桿套7支承，右端由支承套16支承，并用緊固螺釘15固定在車床尾座套筒上。刀盤11在刀桿9縱向移動，用拉桿1左端的螺母2拉緊拉桿1左端在主軸套4孔中的花鍵孔錐套5，在主軸旋轉時，帶動傳動軸10旋轉，使傳動軸右端上的主動齒輪28（z＝18）和雙聯齒輪29上大齒輪（z＝45）、小齒輪（z＝18）、絲杠右端從動齒輪32（z＝72）及絲杠旋轉，通過絲杠母21（Tr24×4）使刀盤縱向移動。其速比是車床主軸轉10轉，絲杠轉1轉。即工件每轉進給量f＝0.4mm/r。此刀桿的進給量是固定不變的，要想達到要求的工件表面粗糙度值，只有改變刀具幾何角度，增加修光刃。刀盤上有相對稱的兩個裝刀槽，如果同時裝刀，只能在車床上車削圓柱孔，采用分層切削，在一次走刀中，可以切削較多的余量。但在車削圓錐孔時，只允許裝夾一把刀，而且要松開支承套16上的緊固螺釘15，轉動刀桿9，使刀尖必須與工件中心等高后，再擰緊緊固螺釘15。否則車削出的錐孔素線不直，而成為雙曲線，這點一定要注意。

3. 車削圓錐孔

車削前，先把主軸套4裝入車床主軸錐孔內，并擰上拉桿1。在車床上用卡盤夾好工件左端，用中心架支承工件右端，并找正工件左端外圓。將刀桿左端外圓裝好推力球軸承后插入主軸套中銅質刀桿套7孔中，右端支承套16套裝在車床尾座套前端。在刀盤11一側的裝刀槽中粗裝上刀具，轉動刀桿使刀尖高低在橫向與工件旋轉中心等高。按工件的錐度1∶150和刀桿工作長度1 700mm，計算出車床尾座向內偏移量為5.67m m，先緊固尾座，再擰緊緊固螺釘15。擰緊車床主軸后端的螺母2，使拉桿1拉緊花鍵孔錐套5外圓錐面與主軸套孔中內圓錐面緊密接觸，并有一定的摩擦力，以便車床主軸旋轉時，帶動傳動軸10同步旋轉，通過齒輪絲杠傳動，帶動刀盤11縱向移動，實現走刀進給。這時就可以根據加工余量和準備要走刀次數，調整刀具伸出長度，緊固刀具后，開動車床自動走刀車削。當第一次走刀完成后，松開螺母2，向前推一下拉桿1，花鍵孔錐套的外圓錐面與主軸套孔中內圓錐面脫離（斜度α＝12o不自鎖），就可用搖把使拉桿1旋轉，通過傳動使刀盤返回到工件左端起始走刀位置，再調整刀具伸出長度，擰緊螺母2，就可進行第二次走刀車削。這樣通過粗、半精和精車，就完成了大長圓錐孔的車削加工。

4. 結語

用此種刀桿在車床上車削大長圓錐孔，刀桿最短、剛度好，走刀不用外來附加動力，加工質量好。不僅能車削圓錐孔，在不偏移車床尾座時，也能車削大長圓錐孔。