經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(xué)校，河北 承德067000)

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床以其成本低廉，實(shí)用耐用等特點(diǎn)，在很多企事業(yè)單位廣泛應(yīng)用于軸類，套類等回轉(zhuǎn)體工件的加工中。但是一般的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的鉆孔加工卻依然是手動(dòng)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(dòng)套筒進(jìn)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(shè)備的生產(chǎn)能力。但是，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上的電動(dòng)刀架部分是可以利用數(shù)控系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因此利用這個(gè)特性，在電動(dòng)刀架上安裝特制工裝，連接鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆孔運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制，并在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證，確定了此方式可以提高生產(chǎn)效率并降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車的鉆孔加工工作方式

如圖1，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床尾座結(jié)構(gòu)圖，與普通車床一樣，此部件是固定安裝在機(jī)床導(dǎo)軌上。鉆孔時(shí)，手工搖動(dòng)手輪5，帶動(dòng)絲杠3 旋轉(zhuǎn)，與絲杠3 配合的螺母4則帶動(dòng)套筒2 形成前后的直線運(yùn)動(dòng)，將套筒前端安裝的頂尖1 卸下，安裝上鉆頭，就可以實(shí)現(xiàn)鉆孔。這種方式簡(jiǎn)單易行，靈活方便，但是批量生產(chǎn)的時(shí)候效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)就表現(xiàn)出來了。

2 在電動(dòng)刀架上安裝特制工裝，裝夾鉆頭，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆孔加工

2.1 產(chǎn)品零件圖及加工工藝分析

如圖2 的加工工件，批量生產(chǎn)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(gè)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(chǎn)效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2.2 在電動(dòng)刀架上安裝特制工裝，裝夾鉆頭，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆孔

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)刀架在機(jī)床導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng)。那么根據(jù)這個(gè)特性，我們?cè)O(shè)計(jì)制造了如圖3的工裝，固定安裝在電動(dòng)刀架上，同時(shí)將3 個(gè)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(diào)整好伸長(zhǎng)，然后用緊定螺釘緊固。此時(shí)，此工裝就帶動(dòng)鉆頭隨同電動(dòng)刀架一起運(yùn)動(dòng)。根據(jù)加工需要，編制程序，控制電動(dòng)刀架的移動(dòng)點(diǎn)位、距離、速度等，也就相當(dāng)于控制了鉆頭的移動(dòng)點(diǎn)位、距離、速度等，實(shí)現(xiàn)孔的自動(dòng)加工。

此工裝制造時(shí)，是利用線切割1 次裝夾，1 次將外形以及3 個(gè)孔加工成型，這樣保證了3 個(gè)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(jī)床后，鉆頭的中心線與機(jī)床導(dǎo)軌平行，與機(jī)床主軸的高度一致。

2.3 電動(dòng)刀架自動(dòng)鉆孔加工的加工程序(華中世紀(jì)星21T 數(shù)控系統(tǒng))

因?yàn)棣?.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(shí)際加工驗(yàn)證及分析

在實(shí)際加工中，采用了此方法，1 個(gè)工件的孔加工時(shí)間為4 min，而且不需要更換鉆夾頭;以前采用手動(dòng)方式，1 個(gè)工件孔加工所用時(shí)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(chǎn)效率提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低。

［1］婁海濱，朱求勝. 車工項(xiàng)目式應(yīng)用教程［M］. 北京:清華大學(xué)出版社，2009.

［2］張定華，熊有倫.數(shù)控加工手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013.