一種新型鉆具的設計

■雞西煤礦機械有限公司（黑龍江 158100）陳長忠

1.問題的提出

我公司是采煤機專業生產廠家，在采煤機的牽引部殼體、主機殼體及電控箱殼體中，有很多螺紋孔處在兩層板中間，螺紋孔正上方有實體遮擋不是開放空間，螺紋孔的下層板中沒有鉆透的盲孔，具體結構如圖1箭頭所指處。

如果考慮在工件的上方加工這些螺紋孔，由于螺紋孔的正上方有實體遮擋，鉆孔刀具無法到達孔中心位置，導致無法加工；如果在工件的下方加工這些螺紋孔，由于螺紋孔沒有鉆透，也無法加工。在實際工況中要加工這種螺紋孔，孔數量少且M8時，手電鉆的加工效率就很低，甚至無法加工。然而采煤機的三大殼體上這種螺紋孔大多為M12，數量15個左右，這些螺紋孔的加工成為了一道難題。領導非常重視此事，要求盡快拿出螺紋孔的加工方案。我們接到任務后，立即深入生產一線進行了大量的現場調查，與車間生產操作者進行廣泛的交流和溝通，研究鉆床的結構性能，再結合產品結構分析，認為要解決這一加工難題，須采用“L形”主軸，為此需要設計與鉆床配套的L形鉆具。

圖1

2.L形鉆具的設計

設計前分析：我公司鉆床種類很多，有Z3050、Z3063、Z3080和RFh－75等，考慮到Z3080是使用最普遍的鉆床，廠里數量很多，它的主軸箱水平移動距離為2000 mm，主軸端面至底座工作面距離最大為2000 mm，最小為550 mm，搖臂升降距離為100 mm，此鉆床加工范圍大，適合加工類似采煤機這樣的大殼體，因此設計的L形鉆具對應的機床選擇Z3080。

產品結構上有的螺紋孔距離端面很近，有的距離端面很遠，在設計時首先要考慮L形鉆具的加工深度（圖2a中的L尺寸），如果L尺寸很長，鉆具的剛性就差，在加工中容易產生振動，就要考慮使用加強筋，以防止在加工時的振動；如果設計的過短，鉆具就不具備較好的通用性。另外，我公司產品的螺紋孔大小不一，主要有M6、M8、M10和M12幾種，要求在此鉆具上能全部加工。

綜合以上分析，設計了如圖2a所示的L形鉆具，圖2b、圖2c分別為鉆具的局部放大圖。根據采煤機此類殼體的螺紋孔距端面尺寸距離，以保證設計的鉆具能涵蓋所有殼體，最終確定L長度為1000 mm，采用兩根加強筋，該加強筋不僅能減少加工中的振動，同時也為此鉆具的整體剛度起到了不可缺少的作用。支承體的上端開有切口便于聯接鉆床的套筒，圖2b調整墊6設計有多種規格以便調整兩帶輪的中心線在同一水平面上，圖2c芯軸1設計有4種規格，經調換芯軸可以分別加工M6、M8、M10和M12螺紋底孔。

3.L形鉆具使用及工作原理

鉆具在使用時，將要加工的工件平放在工作臺上，將Z3080搖臂鉆床的套筒伸出約350 mm，將鉆具的主軸放進鉆床的主軸莫氏圓錐孔內，聯接需緊密可靠，同時將L形鉆具圖2a的支承體2帶開口部分卡在搖臂鉆床的套筒上，通過圖2a螺栓4將整個鉆具圖緊固在鉆床上，根據要加工螺紋孔的大小換上合適的心軸，將鉆頭插入到心軸孔中，擰緊圖2c中的螺母5，將鉆頭卡緊在心軸1中。將鉆頭調到要加工孔位置的正上方，開動鉆床，鉆床主軸旋轉，由鉆床主軸帶動鉆具主軸旋轉，由圖2b中的鍵10帶動大帶輪旋轉，然后通過帶傳動帶動小帶輪旋轉，然后通過圖2c中的鍵4帶動心軸轉動，從而帶動鉆頭旋轉，完成整個鉆孔工作。

圖2

安裝使用注意事項:安裝軸承時涂以鈣基潤滑脂，以V帶輪轉動靈活為準，安裝時通過圖2b調整墊6使兩帶輪的中心線（即V帶中心線）在同一水平面上。

4.結語

目前，該鉆具已經全面投入使用，可以覆蓋我公司所有采煤機殼體的加工。采用L形鉆具加工的工件，加工精度完全達到了設計要求，大幅提高了生產效率，降低了制造成本，為新產品的研發提供了可靠保證，并且為以后類似結構工裝的設計和改進奠定了基礎，為解決這種普通鉆床無法加工的結構提供了可行方法，值得推廣使用。

[1]袁哲俊，劉華明.刀具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，l999.

[2]楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業出版社，2003.