立軸式鉆機心管新型加工方法

■長沙探礦機械廠 （湖南 410100）

孔中捷 譚糧綱 李 忠 鄒煜時

回轉器是巖心鉆機中的核心部件之一，而立軸式回轉器因具有很多優點已被廣泛采用。心管是回轉器中帶動立軸一起回轉，從而將回轉運動傳遞給主動鉆桿的重要零件，其轉矩的傳遞便是通過心管內六方與立軸的外六方來實現的，因此心管內六方的加工精度便直接影響到了鉆機的整體質量。

1. 傳統加工方法

如圖1所示，此心管內六方分上、下兩部分。

傳統的心管內六方是利用插削、拉刀拉削或線切割機切割而成的，但是無論是插、拉還是線切割均耗費很高的成本，且效率不高。以我廠現有B516插床為例，其刀架行程340mm，對于長度小于300m m的心管，利用自定心卡盤將其垂直裝夾在工作臺上，插削而成，如圖2所示。

圖1 心管結構示意圖

圖2 心管插削示意圖

采用此加工方法，在加工過程中，由于刀桿伸出過長，容易振刀，影響加工精度，加工出的內六方精度較低，尺寸超差大于0.1mm，且效率較低。而對于長度大于300m m的心管，由于受到刀架行程的制約，故兩端內六方無法一次加工而成，只能先加工一端內六方，再將心管調頭裝夾，加工另外一端。由于兩次裝夾定位基準不同，必須通過校對心管兩端面上的中心線來保證兩端內六方的對稱度，整個加工過程中，劃線、裝夾和對中心線均靠人工完成，故其對稱度往往無法達到要求，有時甚至超差0.2～0.3mm。

因此我們變換了思維，嘗試探討一種新型加工方法，以提高生產效率、降低生產成本。但是，由于心管本身長度的制約，故無論使用哪種設備或刀具，都很難將兩端內六方一次加工而成。若先加工一端內六方，再調頭加工另一端，沒有一個相同的定位基準，只能通過對中心線來保證的話，均無法滿足心管內六方的精度要求。當兩端內六方不對稱或尺寸精度保證不了時，心管與立軸外六方的配合便會產生困難，如果為了保證其順利裝配，人為地將立軸與心管配合間隙增加，便又會造成心管與立軸的配合不嚴密，甚至可造成鉆機鉆進過程中鉆進不穩定、搖擺，嚴重影響鉆探質量。

2. 新型加工方法

上述銑削加工中的缺陷在本文中可通過一種新型可旋轉夾具來解決。此專用夾具以心管中間一段外圓為基準，來加工兩端內六方，從而保證了心管上、下兩端內六方的對稱度。

如圖3所示，此夾具有一個固定在工作臺上的底座1，底座上設一個可旋轉的面板2，面板與底座通過軸承9可進行旋轉。利用圓錐銷12和面板中同一個圓周上互成180°的錐銷孔，可保證面板在底座上旋轉180°后的精確位置。同時底座上還有一周T形槽，可使T形螺栓10隨面板在底座上旋轉，利用圓錐銷將面板位置確定后，擰緊螺母11，可將面板固定在底座上。

至此，只要通過固定在面板上并能隨其旋轉的夾緊裝置3，將心管夾緊便可，如圖4所示。

此夾緊裝置上的壓板3通過聯接塊2和銷1可進行擺動，從而實現心管的夾緊或松開動作。當一端內六方加工完成后，無需將螺母5（見圖4）松開，只需取出面板上的圓錐銷12，調松螺母11（見圖3），將面板旋轉180°，再次用圓錐銷定位，擰緊螺母11即可。這樣便可保證心管在一次裝夾過程中，完成兩端內六方的加工，保證其對稱度，提高產品的精度。

3. 加工實例

該新型可旋轉夾具通過檢測和調試后，現已投入使用如圖5所示。

圖4 夾緊裝置

圖5 現場加工實例

通過檢驗發現，使用該夾具加工而成的心管內六方兩端對稱度完全可以保證在0.02m m的范圍之內，遠遠低于實際要求的0.07mm，與之前相比更是在精度上有了質的飛躍。

圖5中所示心管為此系列鉆機中心管總長度較長的一種，此工裝同時還可以加工其他幾種不同規格的心管內六方，只要其中間一段外圓的工藝尺寸相同，且長度不超出面板在底座上的旋轉范圍即可。該裝置安裝、操作均十分簡便，不僅能提高產品加工精度、有效地控制產品質量，而且，由于省去了對中心線的麻煩，減輕了操作者的勞動強度，亦可大大提高產品的生產效率。

4. 結語

隨著客戶對產品質量要求的提高，工裝夾具作為一個有效提高生產效率和產品質量的工具已被提上了各個行業內的流水線上。工裝是在機加工中保證一批產品的質量能滿足要求的關鍵設施之一，它能有效地避免生產過程中人為的忽視和差錯,以及外界不可避免的干擾因素，做到操作簡單規范化,在保障產品質量的前提下,有效地提高生產效率。

產品質量只有全面滿足了用戶的要求，質量保證才能具有足夠的信任度。實踐證明，嚴格把好質量關，為企業贏得信譽，才能爭得市場。

[1] 成大先. 機械設計手冊[M]. 北京：化學工業出版社，2007.

[2] 夏祖印，張能武. 機械加工實用手冊[M]. 合肥：安徽科學技術出版社，2008.