惠懷偉

(中國一重集團有限公司，黑龍江161042)

1682A重型臥式車床是1959年的蘇聯(lián)時期老機床，隨著公司產品多樣性的需求，老式機床加工屬性的局限性，不能發(fā)揮其最大功用。也不能花費幾百萬購買只加工內孔單一工序的深孔機床。從利用現有資源最大化、降低生產成本、產品的市場占有周期等綜合因素考慮，對其進行設計改造——加裝具備高效率、大功率深孔加工能力的推進器，并且保留機床原有功能及其結構不變。

1 設計方案

本次改造及設計原側：在加工屬性操作使用上可以在一天之內完成車床、深孔功能互換，機床主軸箱、床身導軌本體結構不變，一、二刀架保留，機床尾座暫時移走。在工件床身及刀架床身上裝配具有快速走刀功能的推進器，見圖1。

圖1 改進后的車床結構Figure 1 Improved lathe configuration

具備加工?3200 mm×?1600 mm×8000 mm百噸級的水電主軸鍛件，如圖2。

圖2 百噸級水電主軸鍛件Figure 2 Hundred tons of hydropower spindle forging

1.1 傳動部分

(1)推進器基座行走利用機床原刀架及尾座行走齒條。

(2)快速與走刀用爪型離合器切換，進、退刀方向由電氣控制實現自由切換。

(3)為提高生產能力、效率設計電機功率45 kW，采用V3調速系統(tǒng)，轉速范圍為60～2800 r/min。

(4)推進器走刀速度由現有深孔機床的0.5～5 mm/min擴大到0.34～8.5 mm/min，快速由2 m/min提高到5.3 m/min。

(5)走刀部分減速機選用XWE85型號，考慮到該推進器以后維修方面的問題，準備采取原有第一根和第三根導軌處的齒條為傳動齒條，推進器移動時單方向受力選用型號32318圓錐滾子軸承，動載荷較大。

(6)該裝置總重量約22.6 t，與機床導軌接觸的部分均采用耐磨軟帶，以減少摩擦系數。

1.2 電機、減速機選用

(1)直流電動機選用Z4-180，功率45 kW，額定轉速1500 r/min，最大轉速2800 r/min。

(2)擺線針輪減速機型號XWE85，減速比i=187，低速許用最大扭矩M=5800 N·m。

(3)快速傳動比i=21/76×36/68×1/40=1/273。

(4)走刀傳動i=21/76×36/68×1/187×44/60×36/68×1/40=1/131706。

(5)末端齒輪參數選用模數m=16，齒數Z=15。

2 工藝輔具設計

2.1 機床輔具

活件如圖2，毛坯內孔為?1380 mm，加工至?1630 mm。機床輔具見圖3。

圖3 機床輔具Figure 3 Auxiliary tools for machine

2.2 鏜桿鏜頭

依據原機床主軸箱傳動齒輪大模數，可承擔重載荷，且主軸箱主軸旋轉具備低速，大扭矩，加工效率高等原有機床機動性能優(yōu)勢?？梢栽O計背吃刀量25 mm。設計制作?510 mm×?410 mm空心鏜桿，與鏜頭總裝后長度8500 mm。鏜頭圓周上均布遞進把合四把75°車刀，如圖3、圖4。

1—鏜頭 2—前鏜桿 3—前連接套 4—中段連接套 5—冷卻液水管 6—支撐板 7—定位鍵 8—連接法蘭 9—水管接頭 10—密封法蘭 11—定位銷 12—導向木 13—冷卻液管路圖4 鏜桿鏜頭Figure 4 Boring rod and boring head

2.3 鏜桿支架、中心托架

利用機床閑置多年的第三刀架，拆除上層與新設計中心托架裝配一體，如圖5，保留下部Z軸大滑板及X軸向滑板行走傳動副，可根據活件長短，調整中心托架位置及調整鏜桿與活件中心對中。鏜桿尾端與中心支架依靠定位鍵及法蘭把合定位，中心支架裝配在推進器的基座上。

圖5 新設計的中心托架Figure 5 Newly designed center bracket

2.4 活件托輥

原托輥需兩側調整，現對托輥部分進行改造，在一側即可進行調整，便于操作和調整。

2.5 排屑及冷卻

在鏜桿中心加裝冷卻液噴射管路，選用流量較大的YWP型無堵塞排污泵，流量65 m3/h，壓力0.65 MPa，在對刀具冷卻的同時，可以進行鐵屑的沖排功能。利用機床原有廢棄的鐵屑收集地坑，重新設計改造，防水施工，切削液通過制作鐵屑過濾裝置，回收到切屑液水箱內。

3 潤滑及密封

基座及楔鐵部分的潤滑采用貝奇爾潤滑，齒輪傳動箱部分及蝸輪蝸桿采用外置油泵噴淋式潤滑，蝸輪立軸部分的銅定位套采用DF-5系銅基鑲嵌自潤滑軸承，密封主要將蝸輪端部及底部采用骨架密封，防止噴淋潤滑時油液泄漏。

4 總裝及試車

推進器的行走基座、鏜桿托架、支架廠內加工制作，鏜桿、鏜頭及其余部分傳動零件按圖采購，裝配部件齊全進行總裝。

(1)基座與原機床導軌接觸面采用四氟軟帶、6S導軌膠在常溫24 h條件下晾干，精加工接觸摩擦面與導軌進行刮研。

(2)裝配基座行走及走刀傳動副各部零件，檢查蝸輪蝸桿傳動接觸率。變擋油缸打壓試驗變速順暢，各潤滑油路按設計要求裝配到位，潤滑充分。

(3)裝配基座主電機、電氣無極調速系統(tǒng)設計匹配快、慢速參數。送電開動基座，觀察電機電流是否正常。

(4)裝配鏜桿支架及托架，粗調中心高。鏜桿裝配到支架及托架上，精調鏜桿中心與機床主軸箱主軸回轉中心同軸，滿足加工活件精度要求，裝配支架與推進器基座橫縱定位鍵，符合設計圖紙、制造裝配工藝要求，采用直流變頻調整系統(tǒng)和液壓變速裝置，在操作性和負荷能力以及加工效率上較普通深孔鉆床有很大改善，各項技術性能完全滿足生產加工要求，并且一次試車成功。

5 結語

1682A型重型臥式車床進行相應設計改造，利用閑置多年的第三刀架及托輥等機床原有附件，加裝推進器裝置后，提高了機床加工內孔的效率。經過近三年的加工驗證，提高了百噸級鍛件鍛造內孔的加工難度和精度，提高了加工效率，縮短了生產周期，節(jié)約了生產成本。