专用刀杆助力车床加工大长圆锥孔

2020-02-23中车北京南口机械有限公司北京102202郑文虎张明杰

金属加工(冷加工) 2020年4期

■中车北京南口机械有限公司（北京 102202）郑文虎张明杰

1. 工件的结构尺寸与要求

这是一件模具套，材料为一般钢，外圆直径560m m，长度1 500m m，内孔全长为圆锥孔，锥度为1∶150，孔的大端直径482mm，锥孔的表面粗糙度值 Ra＝6.3μm。如果不是圆锥孔，就可以在大镗床上用镗杆进行镗削加工，但用一般镗杆（加刀盘）其长度就必须大于工件长度的两倍，这时刀杆的刚度就会变差，加工质量也难以保证。为了能在车床上车削直径大和长度长的圆锥孔，就设计制造了如图1所示的刀杆。

2. 刀杆结构及功能

为了支承加工中的工件右端，我公司制造了能支承大外径的在C650型车床上用的大中心架，此中心架用铁板焊接而成，三个托爪结构与普通中心架相同。为了使刀杆在工作时不随车床主轴旋转，刀杆左端由主轴套4中铜质刀杆套7支承，右端由支承套16支承，并用紧固螺钉15固定在车床尾座套筒上。刀盘11在刀杆9纵向移动，用拉杆1左端的螺母2拉紧拉杆1左端在主轴套4孔中的花键孔锥套5，在主轴旋转时，带动传动轴10旋转，使传动轴右端上的主动齿轮28（z＝18）和双联齿轮29上大齿轮（z＝45）、小齿轮（z＝18）、丝杠右端从动齿轮32（z＝72）及丝杠旋转，通过丝杠母21（Tr24×4）使刀盘纵向移动。其速比是车床主轴转10转，丝杠转1转。即工件每转进给量f＝0.4mm/r。此刀杆的进给量是固定不变的，要想达到要求的工件表面粗糙度值，只有改变刀具几何角度，增加修光刃。刀盘上有相对称的两个装刀槽，如果同时装刀，只能在车床上车削圆柱孔，采用分层切削，在一次走刀中，可以切削较多的余量。但在车削圆锥孔时，只允许装夹一把刀，而且要松开支承套16上的紧固螺钉15，转动刀杆9，使刀尖必须与工件中心等高后，再拧紧紧固螺钉15。否则车削出的锥孔素线不直，而成为双曲线，这点一定要注意。

3. 车削圆锥孔

车削前，先把主轴套4装入车床主轴锥孔内，并拧上拉杆1。在车床上用卡盘夹好工件左端，用中心架支承工件右端，并找正工件左端外圆。将刀杆左端外圆装好推力球轴承后插入主轴套中铜质刀杆套7孔中，右端支承套16套装在车床尾座套前端。在刀盘11一侧的装刀槽中粗装上刀具，转动刀杆使刀尖高低在横向与工件旋转中心等高。按工件的锥度1∶150和刀杆工作长度1 700mm，计算出车床尾座向内偏移量为5.67m m，先紧固尾座，再拧紧紧固螺钉15。拧紧车床主轴后端的螺母2，使拉杆1拉紧花键孔锥套5外圆锥面与主轴套孔中内圆锥面紧密接触，并有一定的摩擦力，以便车床主轴旋转时，带动传动轴10同步旋转，通过齿轮丝杠传动，带动刀盘11纵向移动，实现走刀进给。这时就可以根据加工余量和准备要走刀次数，调整刀具伸出长度，紧固刀具后，开动车床自动走刀车削。当第一次走刀完成后，松开螺母2，向前推一下拉杆1，花键孔锥套的外圆锥面与主轴套孔中内圆锥面脱离（斜度α＝12º不自锁），就可用摇把使拉杆1旋转，通过传动使刀盘返回到工件左端起始走刀位置，再调整刀具伸出长度，拧紧螺母2，就可进行第二次走刀车削。这样通过粗、半精和精车，就完成了大长圆锥孔的车削加工。