一種新型鉆具的設(shè)計(jì)

■雞西煤礦機(jī)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(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家，在采煤機(jī)的牽引部殼體、主機(jī)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(shí)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(jié)構(gòu)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(shí)體遮擋，鉆孔刀具無法到達(dá)孔中心位置，導(dǎo)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(shí)際工況中要加工這種螺紋孔，孔數(shù)量少且M8時(shí)，手電鉆的加工效率就很低，甚至無法加工。然而采煤機(jī)的三大殼體上這種螺紋孔大多為M12，數(shù)量15個(gè)左右，這些螺紋孔的加工成為了一道難題。領(lǐng)導(dǎo)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(wù)后，立即深入生產(chǎn)一線進(jìn)行了大量的現(xiàn)場調(diào)查，與車間生產(chǎn)操作者進(jìn)行廣泛的交流和溝通，研究鉆床的結(jié)構(gòu)性能，再結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)為要解決這一加工難題，須采用“L形”主軸，為此需要設(shè)計(jì)與鉆床配套的L形鉆具。

圖1

2.L形鉆具的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)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(shù)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(jī)這樣的大殼體，因此設(shè)計(jì)的L形鉆具對應(yīng)的機(jī)床選擇Z3080。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上有的螺紋孔距離端面很近，有的距離端面很遠(yuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)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(chǎn)生振動，就要考慮使用加強(qiáng)筋，以防止在加工時(shí)的振動；如果設(shè)計(jì)的過短，鉆具就不具備較好的通用性。另外，我公司產(chǎn)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(shè)計(jì)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(jù)采煤機(jī)此類殼體的螺紋孔距端面尺寸距離，以保證設(shè)計(jì)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(qiáng)筋，該加強(qiáng)筋不僅能減少加工中的振動，同時(shí)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(lián)接鉆床的套筒，圖2b調(diào)整墊6設(shè)計(jì)有多種規(guī)格以便調(diào)整兩帶輪的中心線在同一水平面上，圖2c芯軸1設(shè)計(jì)有4種規(guī)格，經(jīng)調(diào)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(shí)，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(jìn)鉆床的主軸莫氏圓錐孔內(nèi)，聯(lián)接需緊密可靠，同時(shí)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(gè)鉆具圖緊固在鉆床上，根據(jù)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(diào)到要加工孔位置的正上方，開動鉆床，鉆床主軸旋轉(zhuǎn)，由鉆床主軸帶動鉆具主軸旋轉(zhuǎn)，由圖2b中的鍵10帶動大帶輪旋轉(zhuǎn)，然后通過帶傳動帶動小帶輪旋轉(zhuǎn)，然后通過圖2c中的鍵4帶動心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，完成整個(gè)鉆孔工作。

圖2

安裝使用注意事項(xiàng):安裝軸承時(shí)涂以鈣基潤滑脂，以V帶輪轉(zhuǎn)動靈活為準(zhǔn)，安裝時(shí)通過圖2b調(diào)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(jié)語

目前，該鉆具已經(jīng)全面投入使用，可以覆蓋我公司所有采煤機(jī)殼體的加工。采用L形鉆具加工的工件，加工精度完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，大幅提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本，為新產(chǎn)品的研發(fā)提供了可靠保證，并且為以后類似結(jié)構(gòu)工裝的設(shè)計(jì)和改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)，為解決這種普通鉆床無法加工的結(jié)構(gòu)提供了可行方法，值得推廣使用。

[1]袁哲俊，劉華明.刀具設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，l999.

[2]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.