分體式反向鏜孔裝置

新興重工湖北三六一一機(jī)械有限公司（襄陽(yáng) 441002）譚成頂 朱美芹

1.工件分析

圖1是公司生產(chǎn)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的零件，其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一是大臺(tái)階孔根本無(wú)法從正向進(jìn)刀進(jìn)行加工；二是小孔直徑10mm臺(tái)階孔最大直徑達(dá)到22mm，目前專(zhuān)業(yè)的反孔鏜刀是無(wú)法達(dá)到的。因此可能的方法就是把整體式鏜刀的細(xì)刀柄反穿過(guò)小臺(tái)階孔孔徑、夾緊后進(jìn)行鏜削加工(見(jiàn)圖2)。

圖2所示的這種加工方法是一種常規(guī)的加工方法，雖能實(shí)現(xiàn)基本的加工要求，但在大批量生產(chǎn)時(shí)存在著很多弊病：

圖1 零件結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 加工方法示意圖

（1）加工尺寸穩(wěn)定性較差 整體式鏜刀反穿后進(jìn)行加工時(shí)，因?yàn)殓M刀的鏜削點(diǎn)與其刀柄的夾緊點(diǎn)相距較遠(yuǎn)、刀柄又細(xì)，所以刀柄跳動(dòng)較大，加工出來(lái)的零部件尺寸的穩(wěn)定性較差，即鏜削后的鏜削孔徑易超差、表面粗糙度達(dá)不到要求。

（2）操作工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低 在進(jìn)行圖2所示的加工工序時(shí)，操作工首先要將零件裝夾到專(zhuān)用夾具上，然后手拿操作臺(tái)上的整體式鏜刀反穿零部件，使刀柄裝夾到機(jī)床主軸上，起動(dòng)機(jī)床帶動(dòng)鏜刀對(duì)零部件進(jìn)行反鏜，完畢后，停止機(jī)床運(yùn)動(dòng)，手工卸下鏜刀的刀柄并取出鏜刀再次放在操作臺(tái)上。加工下一個(gè)零部件時(shí)重復(fù)以上操作，所以操作工用手工不僅從操作臺(tái)上反復(fù)拿起、放下整體式鏜刀，而且反復(fù)裝、卸鏜刀的刀柄與機(jī)床主軸的聯(lián)接，所有這些使得零部件的加工效率偏低、操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

為解決此類(lèi)問(wèn)題，提高反向鏜孔的生產(chǎn)效率和加工尺寸的穩(wěn)定性及降低操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度是大家面臨的一個(gè)難題。

2.設(shè)計(jì)方案

針對(duì)上述問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)細(xì)致地調(diào)研及分析，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試制加工和改進(jìn)，設(shè)計(jì)和研制了一種在數(shù)控車(chē)床上加工、操作方便、加工尺寸穩(wěn)定的一種反向鏜孔裝置，如圖3所示。

（1）結(jié)構(gòu)組成 本反向鏜孔裝置由鏜削力傳輸結(jié)構(gòu)、鏜刀安裝結(jié)構(gòu)、鏜孔夾具三部分組成，其中撥桿座、彈簧、撥桿手柄、撥桿構(gòu)成鏜削力傳輸結(jié)構(gòu)，鏜刀、軸承、鏜刀座構(gòu)成鏜刀安裝結(jié)構(gòu)，其中撥桿座未鉆盲孔的一端被數(shù)控車(chē)床上的自定心卡盤(pán)夾緊，鏜刀座被固定在數(shù)控車(chē)床的導(dǎo)軌后部，鏜孔夾具固定在數(shù)控車(chē)床上可移動(dòng)的床鞍上。

圖3 反向鏜孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

具體結(jié)構(gòu)是：彈簧、撥桿位于撥桿座一端的盲孔內(nèi)，撥桿手柄通過(guò)螺紋固定聯(lián)接在撥桿上；兩個(gè)型號(hào)相同且同軸的軸承的外圈裝于鏜刀座上的孔中，鏜刀的刀柄兩端分別與兩個(gè)軸承的內(nèi)圈過(guò)盈配合；鏜刀刀頭端部的方形孔與撥桿頂部的方形柱相配合。

（2）工作原理 本反向鏜孔裝置把反向鏜刀做成分體式，使細(xì)長(zhǎng)的刀桿與較大的鏜刀分開(kāi)分別處于零件的兩側(cè)，巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)可伸縮、端部帶方形柱的撥桿，和一個(gè)端部帶方形孔的鏜刀刀頭，這樣，撥桿頂部的方形柱與鏜刀刀頭端部的方形孔相配合后，數(shù)控車(chē)床主軸的鏜削力便通過(guò)撥桿帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的鏜削加工。

通過(guò)圖3裝置，在需要對(duì)零件進(jìn)行鏜削加工時(shí)，可通過(guò)撥桿手柄把撥桿一端沿?fù)軛U座的盲孔推出，撥桿在彈簧彈力的作用下，其細(xì)長(zhǎng)部分依次穿過(guò)鏜孔夾具、零件，最終其頂端的方形桿插入鏜刀（見(jiàn)圖4）刀頭一端的方形孔內(nèi)，完成與鏜刀的對(duì)接，對(duì)接完成后，再通過(guò)夾緊在數(shù)控車(chē)床自定心卡盤(pán)上的撥桿座的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)撥桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，最終通過(guò)數(shù)控車(chē)床上的床鞍帶著零件移向鏜刀完成鏜削加工。

圖4 鏜刀結(jié)構(gòu)示意圖

加工完畢后，用手握住撥桿手柄沿?fù)軛U座上的撥桿導(dǎo)向槽把撥桿往回拉，使撥桿頂部的方形柱從鏜刀刀頭端部的方形孔里拔出，隨后依次退出零件、鏜孔夾具，最終把撥桿手柄夾在撥桿座上的撥桿卡槽中。

（3）具體操作步驟 ①將零件裝配并夾緊在鏜孔夾具上。②通過(guò)撥桿手柄把撥桿沿?fù)軛U座的盲孔推出，撥桿在彈簧彈力的作用下，其細(xì)長(zhǎng)桿穿過(guò)鏜孔夾具、零件，使其頂端的方形桿插入另一端鏜刀刀頭端部方形孔內(nèi)，完成與鏜刀的對(duì)接。③起動(dòng)數(shù)控車(chē)床主軸旋轉(zhuǎn)按鈕，自定心卡盤(pán)帶動(dòng)撥桿座旋轉(zhuǎn)，因撥桿手柄此時(shí)放置在撥桿座的撥桿導(dǎo)向槽內(nèi)，撥桿手柄與撥桿又通過(guò)螺紋固定聯(lián)接，即此時(shí)的撥桿已經(jīng)被定位在撥桿座內(nèi)，所以已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)的撥桿座必定帶動(dòng)撥桿一起旋轉(zhuǎn)，撥桿通過(guò)頂部與鏜刀刀頭端部?jī)?nèi)孔配合的方形柱帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)。④起動(dòng)數(shù)控車(chē)床床鞍橫向進(jìn)給按鈕，數(shù)控車(chē)床床鞍帶動(dòng)鏜孔夾具及固定在其上面的零件一起向鏜刀移動(dòng)，并開(kāi)始對(duì)零件的鏜削加工，達(dá)到工藝要求后數(shù)控車(chē)床床鞍自動(dòng)停止橫向進(jìn)給。⑤關(guān)閉數(shù)控車(chē)床主軸旋轉(zhuǎn)按鈕，自定心卡盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)，撥桿座、撥桿、鏜刀隨之停止旋轉(zhuǎn)。⑥用手握住撥桿手柄沿?fù)軛U座上的撥桿導(dǎo)向槽把撥桿往回拉，使撥桿頂部的方形柱從鏜刀刀頭端部的方形孔里拔出，并使撥桿細(xì)長(zhǎng)部分逐步退出零件8鏜孔夾具，最終把撥桿手柄卡在撥桿座上的撥桿卡槽中。⑦將數(shù)控車(chē)床床鞍退回原來(lái)位置。⑧將機(jī)械零部件從鏜孔夾具上取出，完成操作。

3.結(jié)語(yǔ)

本裝置從根本上克服了前述傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，具有操作方便、加工尺寸穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本裝置的新穎之處是：鏜刀的安裝結(jié)構(gòu)與鏜削力的傳輸結(jié)構(gòu)是分離的，細(xì)長(zhǎng)撥桿在本系統(tǒng)中只須傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，至于其剛性較差的弱點(diǎn)在本系統(tǒng)中不會(huì)對(duì)鏜刀的鏜削產(chǎn)生什么影響，鏜刀自身的安裝結(jié)構(gòu)大大提高了其鏜削的穩(wěn)定性，從根本上解決了鏜削孔徑超差與粗糙的問(wèn)題。本裝置在解決零件上刀具無(wú)法從正向進(jìn)刀只能從背面進(jìn)行加工的問(wèn)題，有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。