經濟型數控車實現自動鉆孔加工的研究

左瑞華 王雅娟 石 磊 李艷艷 山紅偉

(承德石油高等專科學校，河北 承德067000)

經濟型數控車床以其成本低廉，實用耐用等特點，在很多企事業單位廣泛應用于軸類，套類等回轉體工件的加工中。但是一般的經濟型數控車床的鉆孔加工卻依然是手動方式，采用在尾座套筒上裝夾鉆夾頭或錐套連接鉆頭，手工搖動套筒進行孔加工，這種方式加工效率低，尤其是在批量孔加工的情況下，大大制約了設備的生產能力。但是，在經濟型數控車床上的電動刀架部分是可以利用數控系統控制實現自動運動，因此利用這個特性，在電動刀架上安裝特制工裝，連接鉆頭，實現鉆孔運動的自動控制，并在生產實踐中進行了驗證，確定了此方式可以提高生產效率并降低勞動強度。

1 經濟型數控車的鉆孔加工工作方式

如圖1，經濟型數控車床尾座結構圖，與普通車床一樣，此部件是固定安裝在機床導軌上。鉆孔時，手工搖動手輪5，帶動絲杠3 旋轉，與絲杠3 配合的螺母4則帶動套筒2 形成前后的直線運動，將套筒前端安裝的頂尖1 卸下，安裝上鉆頭，就可以實現鉆孔。這種方式簡單易行，靈活方便，但是批量生產的時候效率低，勞動強度大的缺點就表現出來了。

2 在電動刀架上安裝特制工裝，裝夾鉆頭，實現自動鉆孔加工

2.1 產品零件圖及加工工藝分析

如圖2 的加工工件，批量生產每天100 件。此工件需要做φ2.5 mm 與φ5.5 mm 的孔，在鉆孔之前要用A2 的中心鉆先鉆中心孔，所以此工件需要鉆3 次如果使用如圖1 所示的尾座鉆孔，則每鉆1個工件需要手工更換3 次鉆頭，做100 件需要手工更換300 次鉆頭，造成生產效率低下，勞動強度大。

2.2 在電動刀架上安裝特制工裝，裝夾鉆頭，實現自動鉆孔

伺服驅動系統可驅動電動刀架在機床導軌上做直線運動。那么根據這個特性，我們設計制造了如圖3的工裝，固定安裝在電動刀架上，同時將3 個鉆頭安裝在此工裝上。φ5 mm 孔安裝φ5 mm 鉆頭，φ8 mm 孔安裝A2 中心鉆，φ2.5 mm 孔安裝φ2.5 mm 鉆頭，調整好伸長，然后用緊定螺釘緊固。此時，此工裝就帶動鉆頭隨同電動刀架一起運動。根據加工需要，編制程序，控制電動刀架的移動點位、距離、速度等，也就相當于控制了鉆頭的移動點位、距離、速度等，實現孔的自動加工。

此工裝制造時，是利用線切割1 次裝夾，1 次將外形以及3 個孔加工成型，這樣保證了3 個孔φ2.5 mm、φ8 mm、φ5 mm 與底面A的平行度以及孔中心到底面A的距離精度，這樣安裝到機床后，鉆頭的中心線與機床導軌平行，與機床主軸的高度一致。

2.3 電動刀架自動鉆孔加工的加工程序(華中世紀星21T 數控系統)

因為φ2.5 mm 孔鉆深20 mm，為小孔深孔，所以采用啄式鉆孔，以利于排屑避免鉆頭折斷。

加工程序如下:

3 實際加工驗證及分析

在實際加工中，采用了此方法，1 個工件的孔加工時間為4 min，而且不需要更換鉆夾頭;以前采用手動方式，1 個工件孔加工所用時間為5 min，而且中間要手工更換3 次鉆夾頭。兩種方式比較，新的方法生產效率提高，勞動強度大幅度降低。

［1］婁海濱，朱求勝. 車工項目式應用教程［M］. 北京:清華大學出版社，2009.

［2］張定華，熊有倫.數控加工手冊［M］.北京:化學工業出版社，2013.