影響PT-30鏜床加工表面質(zhì)量因素的探討

田春波

（東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150060）

鏜床是加工空心錠內(nèi)孔的專用設(shè)備。影響其加工表面質(zhì)量的因素很多。主要有操作如進(jìn)刀速度與吃刀量；刀具如刀具的角度；空心錠的材質(zhì)與偏心狀況；乳液的質(zhì)量；設(shè)備狀況等原因。本文僅以設(shè)備的角度分析解決影響鏜床加工表面質(zhì)量的設(shè)備原因。

鏜床主要由主軸箱、床身、鏜桿、走刀機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等部分組成。走刀機(jī)構(gòu)驅(qū)動主軸箱在床身導(dǎo)軌上滑動。主軸通過其定心軸頸與鏜桿相連。頂?shù)稒C(jī)構(gòu)把刀具固定在鏜桿上，鏜床加工空心錠是通過夾緊機(jī)構(gòu)把空心錠夾緊固定，鏜桿隨同主軸轉(zhuǎn)動并水平移動帶動刀具實(shí)現(xiàn)的。分析鏜床的結(jié)構(gòu)和加工過程，可以得出影響鏜床加工表面質(zhì)量的設(shè)備原因。

1 夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊機(jī)構(gòu)影響加工表面質(zhì)量的形式有兩種：

1.1 夾緊力不足

壓縮空氣的壓力不足會造成夾緊力不足，一般壓縮空氣的壓力保持在4kg/cm2以上才能正常生產(chǎn)。夾緊風(fēng)缸的密封件損壞也會造成夾緊力不足，這時只要更換損壞的密封件就可解決問題。

夾緊力不足會使加工的空心錠軸向移動或徑向轉(zhuǎn)動，從而影響其加工表面質(zhì)量。

1.2 夾緊偏心

夾緊偏心是由于兩個夾緊臂不對稱造成的。測量加工完的空心錠，就可以確定偏心的方向和大小，然后調(diào)整夾緊機(jī)構(gòu)兩側(cè)的絲杠就可解決問題。

夾緊偏心造成刀具在切削加工中隨著切削量的不斷變化，切削力跟著不斷變化，從而引起鏜桿的跳動，影響加工表面的質(zhì)量。

2 頂?shù)稒C(jī)構(gòu)

鏜桿的粗端是空的，其中有一芯桿。芯桿在風(fēng)缸的作用下軸向移動，放松或夾緊刀具。頂?shù)稒C(jī)構(gòu)存在問題能引起刀具的跳動。檢查處理刀具跳動問題可以從四個方面去考慮。

2.1 壓縮空氣的壓力：當(dāng)壓縮空氣的壓力低于4kg/cm2時，就會使刀具夾不牢。

2.2 壓縮風(fēng)缸的密封件:密封件損壞會造成風(fēng)缸漏風(fēng)夾緊力不足，從而使刀具夾不牢，解決辦法就是更換密封件。

2.3 芯桿頭與鏜桿孔的配合：當(dāng)配合間隙過大時，芯桿頭會在孔中擺動，從而帶動刀具也擺動，影響加工表面的質(zhì)量。解決辦法就是重新研配芯桿頭。

2.4 芯桿頭的斜面角度與刀具滑塊的角度：當(dāng)二者的角度不對時，二者的接觸為線接觸，造成刀具固定不牢而擺動。從而影響加工表面的質(zhì)量。解決辦法就是重新研配二者的配合角度。

3 鏜桿及其三支點(diǎn)

在日常生產(chǎn)中，鏜桿及其三支點(diǎn)最容易出現(xiàn)各種問題，并且其與切削點(diǎn)直接作用。因此鏜桿及其三支點(diǎn)是影響鏜床加工表面質(zhì)量的最主要原因。

3.1 鏜桿

鏜桿固定于主軸定心軸頸，隨主軸一起轉(zhuǎn)動，這就要求鏜桿的中心線與主軸的中心線要盡量保證同軸。鏜桿工作時才能不跳動。通過測量調(diào)整鏜桿中心線的徑向跳動能夠保證二者的同軸度。安裝百分表使其測頭接觸鏜桿表面，使主軸旋轉(zhuǎn)。就可讀出鏜桿的徑向跳動值，不斷測量、調(diào)整，直到在主軸端的徑向跳動為0.04mm。在距離主軸端300mm處，徑向跳動為0.06mm。這時就滿足了精度要求。

鏜桿容易產(chǎn)生的另一個問題是變形。鏜桿是細(xì)長結(jié)構(gòu)，且末端一段變細(xì)，這就使鏜桿容易在變徑處產(chǎn)生彎曲變形，使鏜桿的直線度超出標(biāo)準(zhǔn)0.03mm的范圍。如果鏜桿的變形較小，可以通過冷矯恢復(fù)其直線性。如果變形過大只能更換鏜桿。以上兩種情況影響加工表面質(zhì)量的方式基本是相同的，由于鏜桿的三支點(diǎn)是同心的，鏜桿沒有裝正或鏜桿不直都能使鏜桿受力而變形。在工作中徑向跳動過大而影響加工表面的質(zhì)量。

3.2 鏜桿的三支點(diǎn)

鏜桿的三支點(diǎn)是支點(diǎn)I-主軸的定心軸頸、支點(diǎn)Ⅱ-大銅套、支點(diǎn)Ⅲ-小銅套三個支點(diǎn)。其影響加工表面質(zhì)量的方式主要有以下幾種：

3.2.1 三支點(diǎn)不同心

三支點(diǎn)不同心必然使鏜桿受力變形，徑向跳動變大，從而影響加工表面質(zhì)量。調(diào)整三支點(diǎn)同心以主軸中心線為基準(zhǔn)。首先測量調(diào)整支點(diǎn)Ⅱ與主軸軸線同軸。二者同軸需滿足三個技術(shù)要求。

A.支點(diǎn)Ⅱ中心線對主軸箱移動的平行性在500mm長之內(nèi)為0.5mm。在附屬裝置的棱柱體上緊固帶伸出部分=500mm的檢查軸（在棱柱體的前端），安放百分表于主軸上，其測量頭接觸檢查軸的表面。主軸箱沿著床面移動，在檢查的每一節(jié)上，偏差的測量按兩條直徑相對的表面來進(jìn)行。在主軸回轉(zhuǎn)180度時，其誤差為該平面上次測量點(diǎn)平均的算術(shù)結(jié)果的一半。B.主軸中心線和支點(diǎn)Ⅱ大銅套的同軸度為0.06mm。其誤差為該平面測量點(diǎn)的算術(shù)結(jié)果的一半。C.主軸中心線和支點(diǎn)Ⅱ前壁孔同軸度為0.03mm。其誤差為該平面測量點(diǎn)的算術(shù)結(jié)果的一半。然后以支點(diǎn)Ⅰ與支點(diǎn)Ⅱ的軸線為基準(zhǔn)。測量、調(diào)整支點(diǎn)Ⅲ與其同軸度為0.06mm。其方法為安裝百分表在鏜桿上，其測頭接觸212軸承裝配孔形成表面，旋轉(zhuǎn)鏜桿，其誤差為讀數(shù)代數(shù)差的一半。

3.2.2支點(diǎn)Ⅱ大銅套調(diào)整過松或230軸承間隙過大

大銅套調(diào)整過松或230軸承間隙過大，都能造成支點(diǎn)Ⅱ?qū)︾M桿的約束作用減弱，使鏜桿的徑向跳動加劇。從而影響加工表面的質(zhì)量，這種影響在鏜桿不直時更加明顯。在日常生產(chǎn)中，在保證主軸箱平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，大銅套要盡量調(diào)緊一些，230軸承也要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。這些都有助于提高鏜桿運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，提高加工表面的質(zhì)量。

4 兩種常見加工表面質(zhì)量問題的分析

4.1 鏜削加工到中間偏支點(diǎn)Ⅱ一側(cè)的位置附近時，鏜桿強(qiáng)烈跳動，加工表面起棱子。這是因為設(shè)備存在鏜桿不直、三支點(diǎn)不同心、鏜桿沒有裝正等問題。由于三支點(diǎn)的作用，鏜桿受力變形彎曲。剛開始鏜削時，鏜桿變徑處距支點(diǎn)Ⅲ較近，變徑處到支點(diǎn)Ⅲ之間的這段鏜桿剛度較大，因此鏜桿的受力變形彎曲點(diǎn)在受力最大的支點(diǎn)Ⅱ處。隨著鏜削加工的進(jìn)行，鏜桿變徑處距支點(diǎn)Ⅲ逐漸變遠(yuǎn)，變徑處到支點(diǎn)Ⅲ的細(xì)鏜桿的長度逐漸變長，剛度逐漸變小。

4.2 鏜削加工將近結(jié)束的一段，鏜桿跳動劇烈加工表面起棱子。這是因為此時鏜桿與小銅套已脫開。小銅套對鏜桿的支承約束作用消失，而設(shè)備又存在主軸跳動，大銅套調(diào)整過松或230軸承間隙過大等問題。這時鏜桿劇烈跳動，從而影響加工表面的質(zhì)量。

5 結(jié)束語

PT-30鏜床是加工空心錠內(nèi)孔的專用設(shè)備。該設(shè)備投產(chǎn)多年，各項性能指標(biāo)已嚴(yán)重下降，而隨著公司產(chǎn)量的不斷增大。對產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，因此研究影響PT-30鏜床加工表面質(zhì)量的因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量其意義重大。

[1]機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.