关于水泥机械制造中深孔加工工艺的探讨

摘要：由于近些年水泥制造技术发展和设备更新较快，许多企业不能适应具有深孔的轴类零件的加工条件，特别是由于加工重型零件的深孔机床设备价格昂贵，在建材机械行业很难较快普及，长期以来主要依靠外协，不仅加工费用昂贵，而且常常不能保证计划工期，也不能有效监控在制品的质量状况。本文对水泥机械深孔加工的工艺特点及工艺要求、水泥机械深孔加工技术改造方案进行了探讨分析。

关键词：水泥机械；深孔加工；工艺特点；工艺要求；改造方案

一、水泥机械深孔加工的工艺特点及工艺要求

1、加工对象的工艺特点。（1）工件重量较大，可达数吨至数十吨，体积也较大，如辊压机压辊直径可达ϕ3000mm以上，本文以≤2000mm、重量60t以下工件为例。（2）深孔加工工件以轴类为主，一般钻深孔作为最后的加工工序进行，有通孔、盲孔、同心孔和偏心孔等类型。（3）待加工深孔工件的孔径范围较大，一般在ϕ0～200mm，甚至更大；孔的深度范围也较大，本文以孔径ϕ.200mm、孔深L≤3000mm工件为例。（4）加工精度一般要求不十分高，粗糙度、圆度、直线度等一般没有特殊要求时，达10级左右精度即可，被加工零件的材质可切削性较好。

2、对此类工件深孔加工的基本工艺要求。（1）一般来说水泥机械需加工深孔的工件大多是回转体零件，要加工的孔如果为同心孔，则以工件旋转、钻具固定的方式为加工工艺的首选方案，此方案深孔加工精度相对较高，但床身要求较长，拖动工件的动力较大，且需要中心架支撑，需重型机床才可解决，进口或国产的此类机床价格昂贵，成本较高。（2）普通卧式车床一般不适合深孔加工，即使可用来加工深孔也会因占用机床有效加工工时，影响机床综合能力的发挥，尤其是偏心孔和大孔的加工工艺更复杂一些，所以最好是使用改进的专用工艺设备进行深孔加工，工件固定和钻具旋转的工艺方案比较经济，且比较容易实现，实践证明完全可以取得良好的效果。（3）枪钻工艺可以单独在深孔钻床上使用，也可在合适的车床或镗床上使用，或者将枪钻与BTA等工艺组合使用，组合使用时，考虑枪钻的转速要求较高，可使用专用工装组合轴向增速器。在车床、镗床上使用时如果机床转速不够高也可使用增速器，以达到合适的切削速度。（4）一般BTA等内排屑深孔钻的冷却液使用普通乳化液即可；枪钻工艺因常使用气动脉冲冷却，冷却液气化后不易回收，可使用活性非水溶性的切削液等冷却液，用量很少。

二、水泥机械深孔加工技术改造方案

1、深孔加工技术方案的选择.目前水泥机械产品上的大型轴类零件既有同心孔又有偏心孔，经济有效的方法应该优选钻杆（刀具）旋转（或带可进给装置）、工件固定（或带可进给装置）的方法。和工件旋转相比较，刀具旋转有更高的适应性。无论是工件的重量大小、孔径大小、同心孔还是偏心孔，通过技术改造，都可以在改制的普通机床上得到较好的解决。被改制的机床性能应能承载加工件的重量，机床规格能够满足工件、刀具及深孔加工系统的安装和加工范围即可。加工前工件一般需加工引导孔（也可不要），要考虑能较方便地使用机床原有性能，批量加工时可考虑采用导向套工艺等。特大直径的工件，如辊压机辊轴的加工，则考虑另外增加工件装卡进给装置，或利用机床床头改造后固定到拖板，达到进给移动的功能，附加深孔钻系统钻孔的方法。

2、不同加工工况的工件工艺要求。（1）工件直径≤600mm，含≥50mm较大同心通孔，L≤3000mm较大的轴。使用工件装卡在拖板的方式，由于工件较重，为减少拖板运行阻力，可设计带辅助托轮支座，并可进行横向和上下调整，幅度满足加工工件直径≤600mm范围（辊磨等大轴），最小进给量要能满足加工要求。要满足较大直径深孔钻钻杆装卡、调整及冷却系统的安装、具备合适的钻头转速、要有足够的刀具进给行程等要求。（2）工件直径≤600mm，含较小的同心或偏心深孔加工（如≤30mm的孔）L≤3000mm较大的轴。较大的深孔加工，仍利用拖板工件装卡方式；较小的同心或偏心深孔加工，除以上要求外，床身（床头前或床尾）加装带冷却装置的专用深孔钻系统（外购）。（3）工件直径≥600mm，L≥3000mm超大直径轴（辊压机辊轴等），包含同心或偏心深孔加工。需设计制作装卡工件的工作台座，并可进行横向和上下调整（或使用固定尺寸的台座），幅度满足加工工件直径≥600mm，≤1800mm范围。利用拖板加装带冷却装置的专用深孔钻系统（外购）方式。

3、深孔加工工艺的旧机床改造方案。根据工艺要求拟进行以下改造：（1）主机改造。将待报废的或闲置的C61100-5000等改为深孔钻镗床，传动部分基本可利用，主要改装拖板，用作工件或深孔钻系统的支撑和进给部分。另外大直径的工件装卡支撑部分需另外制作，其中部分结构可自行设计制作。（2）加工深孔的有关工艺装备，如深孔钻系统、各种规格的深孔钻、配套的支架、导套、冷却润滑及液压部件、授液器、深孔钻头磨削工具、排屑装置等则可外购，自行改造组装或由相关专业厂家进行。（3）深孔加工工艺方案。较大的同心或偏心深孔加工（如≥50mm的孔）可采用以下方案：较大直径深孔采用内排屑深孔钻方案，利用床头作为动力装置，钻孔加工时，钻杆由主轴上的卡盘或专用夹头夹紧并在主轴带动下旋转，转速由原床头变速箱控制；工件则由大拖板带动作进给运动。最小进给量要能满足加工要求，≥80mm较大的孔可先钻后镗或采取套料深孔钻一次钻成。由于钻杆细长，容易变形，因此在机床导轨上安装活动中心支承，可对钻杆的任意位置进行支承，授液器与大拖板通过联接板联接，并随工件一起作进给运动，用来钻大孔。根据实际情况设计工装，将工件定位在机床中拖板V形铁上，找正后并用螺栓压板夹紧固定，然后加工导向孔，或利用授油器及中心支架进行定位导向。

4、外购深孔专用设备进行改造和组合成钻深孔系统。（1）没有可改造的机床时，最好的方案是购置TB2120（BTA内排屑等）型深孔钻镗床，组合枪钻系统，自制或定制合适的工作台和配套工装，即可高效完成上述范围内工件的深孔加工。（2）为保证能高效地加工较大范围的孔，对传统的或标准配置的钻杆支架、授油器等进行必要的改造，主要要考虑支架、授油器等附件可按最大规格的钻杆设计制作，内孔再组合较小规格的衬套组件，主要由外衬套及法兰、轴承、内衬套、定位导向套等组成，既满足了各种规格钻杆的使用要求，又减少了各种规格支架的数量和更换钻杆支架等时间，提高工作效率。（3）自制或定制工作台要考虑最大的工件的中心高和最大的承重，配合中间支架和V型铁可在很大范围加工轴类零件，如考虑批量和重复生产达到高质量、高效率，可根据工件的装卡位置定制精度较高的V型铁，设计使用定位块等，对应工件配套使用。

结束语

针对水泥机械深孔零件的特点，投入少量资金，通过技术创新改造，使用通用型单管内排屑深孔钻和外排屑的枪钻等深孔工艺技术，组合成深孔加工系统，即可逐渐将大型轴类等深孔零件转为自行生产加工。

参考文献：

[1]王峻，现代深孔加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社，2005

[2]李征，现代水泥机械设计技术分析[J]，建材发展导向2015（03）

[3]王丹，浅谈水泥机械的设计与应用技术[J]，科技创新与应用2014（36）