采煤機(jī)搖臂加工設(shè)備的柔性選擇

常熟天地煤機(jī)裝備有限公司技術(shù)工藝部主管 李 超

采煤機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)。隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，采煤機(jī)的功能越來(lái)越多，其自身的結(jié)構(gòu)、組成愈加復(fù)雜，因而制造過(guò)程隨之復(fù)雜，對(duì)機(jī)床工具的需求也越來(lái)越高。特別是采煤機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)部分，在制造過(guò)程中對(duì)機(jī)床工具的需求占到整機(jī)80%以上。

機(jī)械傳動(dòng)部分主要由殼體和傳動(dòng)齒輪組成。殼體的加工質(zhì)量對(duì)于整個(gè)機(jī)器的使用性能，如振動(dòng)、噪聲、發(fā)熱、壽命、效率和工作精度等都有很大的影響，所以對(duì)于殼體的制造，人們歷來(lái)都給予很高的重視。以下筆者針對(duì)搖臂殼體的制造談?wù)剬?duì)機(jī)床工具的需求。

搖臂殼體加工多個(gè)面和呈輻射狀排列的孔隙，考慮加工工藝、范圍及價(jià)格等，通常選用臥式加工中心。加工中心的最主要參數(shù)為工作臺(tái)尺寸、坐標(biāo)軸行程、主軸轉(zhuǎn)矩主軸轉(zhuǎn)速等。

工作臺(tái)的尺寸，主要取決于搖臂殼體的外廓尺寸、裝夾方式等。應(yīng)選比外廓稍大一些的工作臺(tái)，以便留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)考慮工作臺(tái)的承載能力。搖臂殼體總體屬于狹長(zhǎng)形、質(zhì)量大的殼體，因此對(duì)工作臺(tái)的需求應(yīng)是主要考慮長(zhǎng)度方向尺寸和承載能力。

最基本的坐標(biāo)軸是X、Y、Z，其行程和工作臺(tái)尺寸有相應(yīng)的比例關(guān)系。工作臺(tái)的尺寸基本上決定了加工空間的大小。因此機(jī)床在孔系排列方向的坐標(biāo)軸加工范圍越寬越好，這樣在一次裝夾中盡可能完成多個(gè)孔的加工，保證孔系的精度。

主軸電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩反映了數(shù)控機(jī)床的切削效率，也從一個(gè)側(cè)面反映了機(jī)床的剛性。搖臂殼體毛坯采用大型鑄件，不確定因素相對(duì)較多的情況，要求加工中心要具有較大轉(zhuǎn)矩和較強(qiáng)剛性。

主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度也是必不可少的主要參數(shù)。在搖臂殼體的精加工中，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度需要高速切削時(shí)，既要有高的主軸轉(zhuǎn)速，還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給速度。

搖臂殼體的加工，多采用中捷的TPX6113臥式鏜床、TK6816A數(shù)控落地銑鏜床以及昆明機(jī)床廠的TJK6916數(shù)控落地鏜床等機(jī)床設(shè)備。從普通到數(shù)控機(jī)床設(shè)備的使用，使得采煤機(jī)搖臂的質(zhì)量、效率都不斷提高，但在生產(chǎn)中仍有一定的局限性。

搖臂殼體的規(guī)格多種多樣，又沒(méi)有大批量生產(chǎn)條件，柔性制造技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮重要作用。采用柔性制造技術(shù)的企業(yè)，能滿足品種多變而批量很小的生產(chǎn)需求，而且產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉?？稍跓o(wú)需大量追加投資的條件下提供連續(xù)采用新技術(shù)、新工藝的能力，也不需要專門的設(shè)施。

柔性制造離不開柔性的機(jī)床工具。柔性機(jī)床工具的零件、部件可根據(jù)所加工產(chǎn)品的需要變換；對(duì)加工產(chǎn)品的批量可根據(jù)需要迅速調(diào)整；對(duì)加工產(chǎn)品的性能參數(shù)可迅速改變并及時(shí)投入生產(chǎn)；可迅速而有效地綜合應(yīng)用新技術(shù)；對(duì)用戶需求變化及特殊要求能迅速做出反應(yīng)。這將是我們采煤機(jī)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中機(jī)床工具能力增強(qiáng)的主要方向。

從采煤機(jī)搖臂生產(chǎn)的需求看，我們期盼機(jī)床工具發(fā)展方向：

（1）高速：采用直線電動(dòng)機(jī)、直線重載導(dǎo)軌、高速電主軸等，充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，實(shí)現(xiàn)高速加工。

（2）復(fù)合：通常用于工序轉(zhuǎn)換待工準(zhǔn)備輔助時(shí)間約占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的50%，采用復(fù)合機(jī)床可大大縮短輔助準(zhǔn)備時(shí)間。搖臂殼體一次裝夾完成多個(gè)工序、多面加工，其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果更顯突出。譬如在昆明機(jī)床廠的TJK6916數(shù)控落地鏜床上加工搖臂殼體，我們已經(jīng)看到了初步的成效。

（3）智能：計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用軟件在機(jī)床工具中應(yīng)用，如采用軟件補(bǔ)償技術(shù)提高精度，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程故障排除及維護(hù)。

（4）環(huán)保：對(duì)機(jī)床工具提出無(wú)冷卻、無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)氣味等要求。干切削、硬切削等技術(shù)發(fā)展，應(yīng)該可以防止和避免冷卻液、潤(rùn)滑油對(duì)環(huán)境的危害。

根據(jù)我國(guó)煤炭資源戰(zhàn)略，節(jié)約煤炭資源，提高煤炭的回采率和煤炭質(zhì)量，其社會(huì)效益是顯而易見(jiàn)的。作為采煤機(jī)重要工作部件，其搖臂殼體加工改進(jìn)不僅能大大降低生產(chǎn)成本，更能極大地提高采煤機(jī)的使用性能，這些都必將為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我們相信中國(guó)機(jī)床工具的發(fā)展肯定會(huì)給采煤機(jī)制造行業(yè)，乃至整個(gè)國(guó)家制造行業(yè)，帶來(lái)陽(yáng)光明媚的春天。