普通立式車床實(shí)現(xiàn)斜孔加工的工裝設(shè)計(jì)及使用

高 進(jìn) 林朋朋 李志國(guó)

（濟(jì)南重工股份有限公司，濟(jì)南 250109）

盾構(gòu)機(jī)主要由刀盤、盾體、管片安裝機(jī)、螺旋輸送機(jī)、后配套系統(tǒng)等部分組成，盾體分為前盾、中盾和尾盾三部分。螺旋輸送機(jī)安裝在前盾的底部，其作用是輸送渣土和控制土倉壓力。螺旋機(jī)前閘門位于土倉內(nèi)，通過液壓油缸來實(shí)現(xiàn)閘門的開啟及關(guān)閉。突然斷電時(shí)，后閘門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以防止噴涌，后閘門必須定期手動(dòng)注脂以保證其正常工作。螺旋輸送機(jī)從盾體的底部一直伸至拖車上方，與盾構(gòu)機(jī)的盾體成一定斜度，螺旋輸送機(jī)的輸送軸通過前盾隔板上焊接的渣土前閘門的孔穿入隧道的土層將掘進(jìn)挖的土旋出去，這樣就造成前盾隔板上渣土前閘門中的前板、后板的孔是個(gè)成一定角度的斜孔，并不是一個(gè)規(guī)整的圓，如圖1所示。

圖1 盾構(gòu)機(jī)原理圖

1 渣土前閘門門框結(jié)構(gòu)及加工分析[1-3]

螺旋輸送機(jī)渣土前閘門的門框焊接在前盾隔板上，門框分前板、后板。前板后板通過螺栓把合后再焊接成一體，組成門框，渣土前閘門的門一、門二插入門框空隙，靠液壓油缸推動(dòng)實(shí)現(xiàn)渣土前閘門的開合。由于螺旋輸送機(jī)成傾斜狀態(tài)穿過前盾隔板，故造成門框的孔是一個(gè)傾斜孔，圖2為門框示意圖。

圖2為渣土前閘門的門框組成圖，前板、后板通過螺栓及焊接連成一體，門一、門二通過中間的空隙實(shí)現(xiàn)開、合。從圖紙中可以看出斜孔與軸線成22.5°，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，想要實(shí)現(xiàn)斜孔加工，最簡(jiǎn)單有效的辦法就是將工件傾斜22.5°，將斜孔調(diào)整成普通的孔，使孔變成與立車刀架平行，就能在普通立式車床上實(shí)現(xiàn)此孔的加工，將工件傾斜以后，就需要考慮工件如何上活，如何固定，才能實(shí)現(xiàn)孔的加工，故需要設(shè)計(jì)加工工裝，實(shí)現(xiàn)工件的定位、裝夾，并完成斜孔的加工。

圖2 渣土前閘門門框示意圖

2 工裝的設(shè)計(jì)及使用[4-5]

為解決這一技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了在普通立式車床上加工斜孔的加工工裝，此工裝包括長(zhǎng)支撐、底板、短支撐、支撐斜板和擋板，兩件長(zhǎng)支撐和短支撐分別立焊于底板兩端，兩件支撐斜板分別焊接于長(zhǎng)支撐和短支撐頂部呈傾斜角度，在底板的短支撐一端焊接有擋板，為滿足斜孔加工的需要及減輕工裝的重量，將工裝底板中間設(shè)計(jì)成空腔，兩側(cè)利用槽鋼當(dāng)支腿，在支腿上焊接支撐斜板，使工裝中間是空的，利用兩側(cè)的支撐斜板將工件撐起來，加工中間斜孔時(shí)與工裝不接觸，比較方便，在工裝一側(cè)焊接兩塊擋板，擋住工件，當(dāng)工件傾斜時(shí)起到一個(gè)擋板的作用，具體見圖3工件的加工圖及圖4工裝的設(shè)計(jì)圖紙，工裝圖紙中的雙點(diǎn)劃線為要加工的渣土前閘門的前板，圖中α為22.5°，A為斜孔的尺寸900。

2.1 工裝的焊接

長(zhǎng)支撐、短支撐、支撐斜板、底板和擋板按圖焊接成斜孔工裝，支撐斜板和底板留有加工余量，工裝焊接完成后轉(zhuǎn)機(jī)加工。

圖3 渣土前閘門前板孔的加工簡(jiǎn)圖

圖4 車斜孔工裝簡(jiǎn)圖

2.2 工裝的加工

為保證工裝角度22.5°的準(zhǔn)確性，在工裝的底面與上部斜面上均留有加工余量，焊接完成后，鉗工按照工裝圖紙劃工裝的底面及上部斜面的加工線并打樣沖眼，數(shù)控XK2125鏜銑床，按圖加工工件的底面和支撐斜板的上平面，使底板與支撐斜板加工后的角度為22.5°，為減小工件加工應(yīng)力及變形，在加工過程中每次吃刀量盡量少，分粗加工、半精加工、精加工才將工裝加工完成。

2.3 工裝的使用

鉗工：先將工件放在劃線平臺(tái)上，鉗工線工件的加工十字線中心線，及900孔的加工圓線并打樣沖眼，作為工件上活的找正基準(zhǔn)。

C5225立式車床：將車斜工裝放置在立式車床工作臺(tái)上，再將工件置于工裝的支撐斜板上，此時(shí)工件與車床工作臺(tái)平面呈22.5°傾斜，根據(jù)鉗工所劃的基準(zhǔn)線及加工圓線進(jìn)行找正，找正完成后，通過焊接于工件兩端的耳板利用螺栓、壓板等將工件壓緊固定，最后按正常車孔的工序進(jìn)行加工出傾斜度為22.5°的斜孔。

圖5 斜孔加工狀態(tài)示意圖

4 結(jié)語

通過對(duì)盾構(gòu)機(jī)渣土前閘門前板、后板斜孔特點(diǎn)的研究并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計(jì)了車斜孔工裝，實(shí)現(xiàn)了在普通立式車床上加工斜孔，滿足了設(shè)計(jì)要求并擴(kuò)大了立式車床的加工范圍。