深孔鉆鏜床內（外）排屑系統技術應用
2018-10-26 來源：中國一重集團紹興重型機床有限公司 作者：梅慶林
摘要：以某空心長軸零件深孔加工為研究對象，設計長徑比為20以上、加工長度12m的整體硬質合金刀桿，在長徑比大于10的空心長軸的深孔鉆（鏜）削加工中，改變了傳統的深孔加工工藝，滿足了空心長軸加工中嚴格的直徑尺寸偏差控制，取得了明顯的效果。
因大直徑深孔鉆鏜床在機械加工過程中占有重要的地位，所以對大直徑深孔鉆鏜床的研究越來越重視，本文針對大直徑深孔鉆鏜床的授油器及內（外）排屑裝置技術進行研究。
1. 深孔鉆鏜床冷卻、潤滑及內（外）排屑原理
（1）內排屑：一般在鉆孔或套料時都采用內排屑，內排屑時，高壓的切削液通過裝在導向架里的授油器壓入被加工工件孔內的切削區域，高壓的切削液帶動切屑通過鉆桿內孔和鉆桿箱主軸孔，流到裝在鉆桿箱主軸后端的內排屑收集罩和切屑收集車至匯集池，進入磁力分離器清除切屑，再經不定期沉淀箱多次過濾沉淀，流入油泵油箱，再由螺桿泵吸入至送油器，不斷循環使用。如圖1、圖2所示。
（2）外排屑：一般在鏜孔或擴孔時都采用外排屑（此時不使用授油器）。外排屑時，將鉆桿主軸后端的內排屑收集罩卸下，將床身后側壓力油管的截止閥用高壓軟管與鉆桿主軸后端部的法蘭盤連接起來。切削液通過鉆桿主軸和鉆桿的內孔到工件的切削區域。這時切削液帶著切屑流到工件兩端的切屑收集罩里，過濾后，流到匯集池里，再經過沉淀箱回到泵站油箱。如圖3所示。冷卻裝置原理如圖4所示。
這里要強調的是接入的機械油要有足夠的正壓，足以推動在連續鉆（鏜）削過程中產生的切屑，將其通過較長的鉆（鏜）桿內孔路徑排到積屑箱。如果不能建立起足夠的正壓，將無法排出切屑，導致堵屑，無法進行正常的深孔鉆（鏜）削。
2. 不旋轉式授油器
授油器是深孔鉆削系統中不可缺少的一部分。其主要功能是正確引導鉆頭并向切削區提供高速切削液，傳遞軸向力、夾緊力等。同時還起到支承鉆桿的作用。授油器一般分為不旋轉式授油器（見圖5）和旋轉式授油器兩種，分別用于工件不旋轉和旋轉兩種方式。
而本設備是針對工件固定、加工方式為刀具旋轉進給的鉆削系統設計的，故采用不旋轉式授油器。其工作原理是：授油器裝在導向中心架上，它是一個圓柱形部件，用于內排屑鉆孔時輸送壓力切削液的。它前端的導向套可根據鉆頭直徑調換規格，它后端的鉆桿支持套，可根據鉆桿的直徑來變換規格。鉆孔時，旋轉手輪使伸縮軸即心軸靠向工件表面，將前密封圈緊貼工件表面，從而把授油器的伸縮軸端部與工件端面密封。切削液由進液管通過伸縮軸進入，經由鉆頭體與導向套形成的環形縫隙進入切削區，冷卻并潤滑鉆頭。后密封圈是為了防止切削液由鉆桿外部露出而設置的，鉆頭進入工件時由導向套引導其穩定鉆削，當導向套磨損后需及時更換。
3. 內（外）排屑系統裝置計算
內（外）排屑系統裝置計算原理相同，故此處僅介紹內排屑系統的參數計算。取切削區排屑通道入口至噴口之間的單元流體為研究對象，如圖6所示。
常壓效應下，能量方程為：
通過以上公式可計算出授油器入口的壓力值，由該壓力值乘相應的效率損失系數得出液壓泵出口的壓力值，以此值來選取液壓泵的型號。切削區排屑通道的壓差產生的抽吸力直接作用在排屑通道中的切屑上，實現壓差排屑，壓力區壓差越大，則排屑效果越好，系統排屑能力也越高。冷卻系統安裝在地基上的冷卻箱，用來儲存、過濾切削液。冷卻車上裝有兩個螺桿泵，在使用過程中，可分別開動一個或兩個泵，以便合理使用切削液。為保證正常的切削，切削液工作壓力為2.5M P a，通過授油器（內排屑）或鏜桿后端（外排屑）壓入工件孔內，然后切削液與切屑一起流入集屑車后凈化，再流回切削液箱內，最后經過過濾網回到油池，以此循環使用。
4. 結語
通過該技術應用，使重型深孔鉆鏜床動態特性好、抗振性強以及運動精度高，大大提高了工件的加工精度和加工效率，加工工件產品質量穩定，延長使用刀具壽命，是一種較為想的綠色鉆（鏜）削工藝系統。
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