采煤機搖臂加工設(shè)備的柔性選擇

常熟天地煤機裝備有限公司技術(shù)工藝部主管 李 超

采煤機是實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)。隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，采煤機的功能越來越多，其自身的結(jié)構(gòu)、組成愈加復(fù)雜，因而制造過程隨之復(fù)雜，對機床工具的需求也越來越高。特別是采煤機的機械傳動部分，在制造過程中對機床工具的需求占到整機80%以上。

機械傳動部分主要由殼體和傳動齒輪組成。殼體的加工質(zhì)量對于整個機器的使用性能，如振動、噪聲、發(fā)熱、壽命、效率和工作精度等都有很大的影響，所以對于殼體的制造，人們歷來都給予很高的重視。以下筆者針對搖臂殼體的制造談?wù)剬C床工具的需求。

搖臂殼體加工多個面和呈輻射狀排列的孔隙，考慮加工工藝、范圍及價格等，通常選用臥式加工中心。加工中心的最主要參數(shù)為工作臺尺寸、坐標(biāo)軸行程、主軸轉(zhuǎn)矩主軸轉(zhuǎn)速等。

工作臺的尺寸，主要取決于搖臂殼體的外廓尺寸、裝夾方式等。應(yīng)選比外廓稍大一些的工作臺，以便留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)考慮工作臺的承載能力。搖臂殼體總體屬于狹長形、質(zhì)量大的殼體，因此對工作臺的需求應(yīng)是主要考慮長度方向尺寸和承載能力。

最基本的坐標(biāo)軸是X、Y、Z，其行程和工作臺尺寸有相應(yīng)的比例關(guān)系。工作臺的尺寸基本上決定了加工空間的大小。因此機床在孔系排列方向的坐標(biāo)軸加工范圍越寬越好，這樣在一次裝夾中盡可能完成多個孔的加工，保證孔系的精度。

主軸電動機功率與轉(zhuǎn)矩反映了數(shù)控機床的切削效率，也從一個側(cè)面反映了機床的剛性。搖臂殼體毛坯采用大型鑄件，不確定因素相對較多的情況，要求加工中心要具有較大轉(zhuǎn)矩和較強剛性。

主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度也是必不可少的主要參數(shù)。在搖臂殼體的精加工中，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度需要高速切削時，既要有高的主軸轉(zhuǎn)速，還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給速度。

搖臂殼體的加工，多采用中捷的TPX6113臥式鏜床、TK6816A數(shù)控落地銑鏜床以及昆明機床廠的TJK6916數(shù)控落地鏜床等機床設(shè)備。從普通到數(shù)控機床設(shè)備的使用，使得采煤機搖臂的質(zhì)量、效率都不斷提高，但在生產(chǎn)中仍有一定的局限性。

搖臂殼體的規(guī)格多種多樣，又沒有大批量生產(chǎn)條件，柔性制造技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮重要作用。采用柔性制造技術(shù)的企業(yè)，能滿足品種多變而批量很小的生產(chǎn)需求，而且產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉。可在無需大量追加投資的條件下提供連續(xù)采用新技術(shù)、新工藝的能力，也不需要專門的設(shè)施。

柔性制造離不開柔性的機床工具。柔性機床工具的零件、部件可根據(jù)所加工產(chǎn)品的需要變換；對加工產(chǎn)品的批量可根據(jù)需要迅速調(diào)整；對加工產(chǎn)品的性能參數(shù)可迅速改變并及時投入生產(chǎn)；可迅速而有效地綜合應(yīng)用新技術(shù)；對用戶需求變化及特殊要求能迅速做出反應(yīng)。這將是我們采煤機制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中機床工具能力增強的主要方向。

從采煤機搖臂生產(chǎn)的需求看，我們期盼機床工具發(fā)展方向：

（1）高速：采用直線電動機、直線重載導(dǎo)軌、高速電主軸等，充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，實現(xiàn)高速加工。

（2）復(fù)合：通常用于工序轉(zhuǎn)換待工準(zhǔn)備輔助時間約占整個生產(chǎn)過程的50%，采用復(fù)合機床可大大縮短輔助準(zhǔn)備時間。搖臂殼體一次裝夾完成多個工序、多面加工，其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果更顯突出。譬如在昆明機床廠的TJK6916數(shù)控落地鏜床上加工搖臂殼體，我們已經(jīng)看到了初步的成效。

（3）智能：計算機技術(shù)及應(yīng)用軟件在機床工具中應(yīng)用，如采用軟件補償技術(shù)提高精度，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程故障排除及維護(hù)。

（4）環(huán)保：對機床工具提出無冷卻、無潤滑、無氣味等要求。干切削、硬切削等技術(shù)發(fā)展，應(yīng)該可以防止和避免冷卻液、潤滑油對環(huán)境的危害。

根據(jù)我國煤炭資源戰(zhàn)略，節(jié)約煤炭資源，提高煤炭的回采率和煤炭質(zhì)量，其社會效益是顯而易見的。作為采煤機重要工作部件，其搖臂殼體加工改進(jìn)不僅能大大降低生產(chǎn)成本，更能極大地提高采煤機的使用性能，這些都必將為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。我們相信中國機床工具的發(fā)展肯定會給采煤機制造行業(yè)，乃至整個國家制造行業(yè)，帶來陽光明媚的春天。