數(shù)控鏜銑床TKP6513平旋盤用加長刀座的設(shè)計

西安煤礦機(jī)械有限公司 （陜西 710032） 李 顯

1. 設(shè)計背景

數(shù)控鏜銑床TKP6513平旋盤現(xiàn)有刀座裝上外圓車刀，只可以加工搖臂行星頭的最大外圓至φ650mm左右，而C0N011301系列搖臂行星頭的外圓為，密封槽為，現(xiàn)有刀座無法加工，所以需要設(shè)計加長刀座。

圖 1

2. 設(shè)計思路及過程

（1）分析此零件使用性能及關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)。通常TKP6513數(shù)控鏜銑床加工外圓的方法有：與機(jī)床主軸聯(lián)接的7∶24錐度的刀柄上，裝上玉米銑刀或合金銑刀通過G2/G3圓命令來加工，但加工的外圓表面質(zhì)量差，達(dá)不到圖樣Ra=3.2μm的要求。而通過在此機(jī)床的平旋盤滑道上安裝底座，底座上安裝刀座，刀座上裝外圓車刀加工外圓，則可以保證圖樣表面粗糙度及尺寸公差要求。但因滑道行程（200mm）及機(jī)床自帶刀座尺寸的限制，目前TKP6513數(shù)控鏜銑床鏜削機(jī)殼的最大外圓為φ650mm左右。為加工大于φ650mm的搖臂行星頭外圓，需要在現(xiàn)有底座和刀座之間設(shè)計一個徑向加長的加長刀座。

在正確理解數(shù)控鏜銑床TKP6513加長刀座的使用性能及關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，運用機(jī)械零件過渡聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計；軸與孔的配合、公差；機(jī)床重要零件的材料選擇；機(jī)床重要零件的熱處理知識；45中碳鋼焊接等知識，進(jìn)行此零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選型及熱處理。

（2）將加長刀座的刀塊軸1（聯(lián)接現(xiàn)有刀座）與直角加長軸2（聯(lián)接現(xiàn)有底座）配合部位設(shè)計成一個過渡配合的組件，如圖1所示。

（3）考慮到該加長刀座既要整體剛性好、表面硬且耐磨的使用性能要求，又要保證材料的可焊性的要求，選用含碳量為0.42%～0.50%的45調(diào)質(zhì)鋼（240～280HBW），提高了材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性的綜合力學(xué)性能。目前大功率采煤機(jī)搖臂行星頭外圓最大為φ885mm，通過分析計算將刀塊軸1選用φ80mm×167mm、直角加長軸2選用φ60mm×380mm的45圓鋼，既能滿足加工要求，又能滿足整體剛性好的使用要求。45鋼的可焊性差，但仍能焊接，必須焊前預(yù)熱，焊后退火以消除應(yīng)力。

（4）又考慮到該加長刀座的刀塊軸與直角加長軸焊接時二者的定位及位置度要求，將其配合部位設(shè)計成一個過渡配合的組件，使得其焊前安裝定位準(zhǔn)確。焊前安裝可采取液氮冷裝方法，焊接時除了焊前預(yù)熱焊后退火外，還應(yīng)采取小電流等焊接工藝方法以消除焊接應(yīng)力產(chǎn)生裂紋的傾向。

（5）為提高組件的強(qiáng)度，滿足其使用性能，除了考慮以上因素外，在刀塊軸1的下端設(shè)計安裝一個M10的緊固螺釘（焊完后加工此螺孔），保證用此加長刀座加工外圓時的安全性能要求。

（6）為了將此90°加長組件與現(xiàn)有的刀座聯(lián)接，在刀塊軸1上端設(shè)計一個與φ40H7徑向孔夾角45°的2個的槽定位，并用2個M5螺釘聯(lián)接現(xiàn)有的刀座，即做成了一個加長約350mm的平旋盤用加長刀座。

按此方案設(shè)計自制的加長刀座，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，強(qiáng)度好、剛性好，解決了在TKP6513數(shù)控鏜銑床上加工搖臂行星頭外圓φ885mm的問題，節(jié)約了時間，降低了成本。

筆者同時跟蹤了自制加長刀座的加工過程、熱處理過程及焊接過程，通過試裝調(diào)試，對完工后的加長刀座增加了相應(yīng)的銑扁要求，以保證該加長刀座的安裝使用。自制的數(shù)控鏜銑床TKP6513加長刀座如圖2所示。

圖 2

3. 應(yīng)用及效益情況

公司現(xiàn)有的4臺數(shù)控鏜銑床TKP6513平旋盤均可用此加長刀座。歷經(jīng)一年時間，已經(jīng)用此加長刀座加工或大修了32臺大功率采煤機(jī)搖臂行星頭，各行星頭密封槽處的外圓尺寸、公差及表面粗糙度均達(dá)到圖樣產(chǎn)品質(zhì)量要求。

4. 結(jié)語

通過這次加長刀座的成功設(shè)計，使得數(shù)控車間后續(xù)加工更大搖臂行星頭密封槽處的外圓成為可能，節(jié)省了定制特殊加長刀座的費用和時間、節(jié)約了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)效率。

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