采煤机摇臂加工设备的柔性选择

常熟天地煤机装备有限公司技术工艺部主管 李 超

采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统。随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而制造过程随之复杂，对机床工具的需求也越来越高。特别是采煤机的机械传动部分，在制造过程中对机床工具的需求占到整机80%以上。

机械传动部分主要由壳体和传动齿轮组成。壳体的加工质量对于整个机器的使用性能，如振动、噪声、发热、寿命、效率和工作精度等都有很大的影响，所以对于壳体的制造，人们历来都给予很高的重视。以下笔者针对摇臂壳体的制造谈谈对机床工具的需求。

摇臂壳体加工多个面和呈辐射状排列的孔隙，考虑加工工艺、范围及价格等，通常选用卧式加工中心。加工中心的最主要参数为工作台尺寸、坐标轴行程、主轴转矩主轴转速等。

工作台的尺寸，主要取决于摇臂壳体的外廓尺寸、装夹方式等。应选比外廓稍大一些的工作台，以便留出安装夹具所需的空间，还应考虑工作台的承载能力。摇臂壳体总体属于狭长形、质量大的壳体，因此对工作台的需求应是主要考虑长度方向尺寸和承载能力。

最基本的坐标轴是X、Y、Z，其行程和工作台尺寸有相应的比例关系。工作台的尺寸基本上决定了加工空间的大小。因此机床在孔系排列方向的坐标轴加工范围越宽越好，这样在一次装夹中尽可能完成多个孔的加工，保证孔系的精度。

主轴电动机功率与转矩反映了数控机床的切削效率，也从一个侧面反映了机床的刚性。摇臂壳体毛坯采用大型铸件，不确定因素相对较多的情况，要求加工中心要具有较大转矩和较强刚性。

主轴转速与进给速度也是必不可少的主要参数。在摇臂壳体的精加工中，主轴转速与进给速度需要高速切削时，既要有高的主轴转速，还要具备与主轴转速相匹配的进给速度。

摇臂壳体的加工，多采用中捷的TPX6113卧式镗床、TK6816A数控落地铣镗床以及昆明机床厂的TJK6916数控落地镗床等机床设备。从普通到数控机床设备的使用，使得采煤机摇臂的质量、效率都不断提高，但在生产中仍有一定的局限性。

摇臂壳体的规格多种多样，又没有大批量生产条件，柔性制造技术应该发挥重要作用。采用柔性制造技术的企业，能满足品种多变而批量很小的生产需求，而且产品质优价廉。可在无需大量追加投资的条件下提供连续采用新技术、新工艺的能力，也不需要专门的设施。

柔性制造离不开柔性的机床工具。柔性机床工具的零件、部件可根据所加工产品的需要变换；对加工产品的批量可根据需要迅速调整；对加工产品的性能参数可迅速改变并及时投入生产；可迅速而有效地综合应用新技术；对用户需求变化及特殊要求能迅速做出反应。这将是我们采煤机制造企业转型升级过程中机床工具能力增强的主要方向。

从采煤机摇臂生产的需求看，我们期盼机床工具发展方向：

（1）高速：采用直线电动机、直线重载导轨、高速电主轴等，充分发挥现代刀具材料的性能，实现高速加工。

（2）复合：通常用于工序转换待工准备辅助时间约占整个生产过程的50%，采用复合机床可大大缩短辅助准备时间。摇臂壳体一次装夹完成多个工序、多面加工，其经济、技术效果更显突出。譬如在昆明机床厂的TJK6916数控落地镗床上加工摇臂壳体，我们已经看到了初步的成效。

（3）智能：计算机技术及应用软件在机床工具中应用，如采用软件补偿技术提高精度，远程控制，远程故障排除及维护。

（4）环保：对机床工具提出无冷却、无润滑、无气味等要求。干切削、硬切削等技术发展，应该可以防止和避免冷却液、润滑油对环境的危害。

根据我国煤炭资源战略，节约煤炭资源，提高煤炭的回采率和煤炭质量，其社会效益是显而易见的。作为采煤机重要工作部件，其摇臂壳体加工改进不仅能大大降低生产成本，更能极大地提高采煤机的使用性能，这些都必将为企业带来可观的经济效益和社会效益。我们相信中国机床工具的发展肯定会给采煤机制造行业，乃至整个国家制造行业，带来阳光明媚的春天。