深孔鉆鏜床基本信息

作者：梅慶林

單位：中國一重集團紹興重型機床有限公司

來源：《金屬加工（冷加工）》雜志

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(nèi)（外）排屑裝置技術進行研究。

深孔鉆鏜床冷卻、潤滑及內(nèi)（外）排屑原理

（1）內(nèi)排屑：一般在鉆孔或套料時都采用內(nèi)排屑，內(nèi)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(nèi)的切削區(qū)域，高壓的切削液帶動切屑通過鉆桿內(nèi)孔和鉆桿箱主軸孔，流到裝在鉆桿箱主軸后端的內(nèi)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(jīng)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(huán)使用。如圖1、圖2所示。

圖1　鉆孔時冷卻示意圖（內(nèi)排屑）

圖2　鉆削時（內(nèi)排屑）冷卻、潤滑圖

1.工件　2.密封圈　3.鉆桿　4.授油器　5.導套

（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(nèi)排屑收集罩卸下，將床身后側(cè)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(nèi)孔到工件的切削區(qū)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(jīng)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。

圖3　鏜孔時冷卻示意圖（外排屑）

圖4　冷卻裝置原理圖

1.網(wǎng)式濾油器　2.螺桿泵　3.截止閥　4.壓力表　5.溢流閥

這里要強調(diào)的是接入的機械油要有足夠的正壓，足以推動在連續(xù)鉆（鏜）削過程中產(chǎn)生的切屑，將其通過較長的鉆（鏜）桿內(nèi)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。

不旋轉(zhuǎn)式授油器

授油器是深孔鉆削系統(tǒng)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(qū)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(zhuǎn)式授油器（見圖5）和旋轉(zhuǎn)式授油器兩種，分別用于工件不旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)兩種方式。而本設備是針對工件固定、加工方式為刀具旋轉(zhuǎn)進給的鉆削系統(tǒng)設計的，故采用不旋轉(zhuǎn)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(nèi)排屑鉆孔時輸送壓力切削液的。它前端的導向套可根據(jù)鉆頭直徑調(diào)換規(guī)格，它后端的鉆桿支持套，可根據(jù)鉆桿的直徑來變換規(guī)格。鉆孔時，旋轉(zhuǎn)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(jīng)由鉆頭體與導向套形成的環(huán)形縫隙進入切削區(qū)，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(wěn)定鉆削，當導向套磨損后需及時更換。

圖5　不旋轉(zhuǎn)式授油器裝配圖

1.彈簧　2.防轉(zhuǎn)銷　3.推力球軸承　4、14.旋轉(zhuǎn)密封圈

5、13.刀具定心套　6、7.密封圈 8.流量調(diào)整閥　

9.進油接頭　10.授油器本體　

11.深溝球軸承　12.碟簧　15.螺母

內(nèi)（外）排屑系統(tǒng)裝置計算

內(nèi)（外）排屑系統(tǒng)裝置計算原理相同，故此處僅介紹內(nèi)排屑系統(tǒng)的參數(shù)計算。取切削區(qū)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。

圖　6

常壓效應下，能量方程為：

式中Z1、Z2為Ⅰ、Ⅱ截面處的比位能；P1、P2為Ⅰ、Ⅱ截面處的平均壓力；v1、v2為Ⅰ、Ⅱ截面處的平均流速；a1、a2為Ⅰ、Ⅱ截面處的動能修正系數(shù)；ρ 為切削潤滑液的密度；h為沿程能量損失的距離。

對于所研究對象Z 1= Z 2 ，v 1=v 2=v，又因是紊流流動，取a1=a2=1。則由公式（1）可得：

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(shù)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(qū)排屑通道的壓差產(chǎn)生的抽吸力直接作用在排屑通道中的切屑上，實現(xiàn)壓差排屑，壓力區(qū)壓差越大，則排屑效果越好，系統(tǒng)排屑能力也越高。

冷卻系統(tǒng)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2.5MPa，通過授油器（內(nèi)排屑）或鏜桿后端（外排屑）壓入工件孔內(nèi)，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(nèi)，最后經(jīng)過過濾網(wǎng)回到油池，以此循環(huán)使用。

結語

通過該技術應用，使重型深孔鉆鏜床動態(tài)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(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，延長使用刀具壽命，是一種較為理想的綠色鉆（鏜）削工藝系統(tǒng)。

深孔鉆鏜床切削油 在刮滾機加工標準油

深孔鉆鏜床切削油

（刮滾機切削油）

德潤克DRK系列金屬切削油（深孔鉆鏜床切削油/刮削滾光機切削油）多功能型是一種高性能的切削油，特別適用于鉆鏜孔和刮削、切削。適用于高強度金屬的加工工藝?？梢员ＷC在苛刻條件下正常運作指標，保護刀具的使用期，提高表面光潔度。本產(chǎn)品選取了標準的粘度性能減少帶走量，降低成本。

優(yōu)勢：

優(yōu)異的抗磨和極壓性，延長使用壽命；

標準的加工粘度指數(shù)；

出色的抗氧化性；

油品透明度高，可供操作者觀察工作情況；

含有抗油霧添加劑及高閃點，降低油霧的產(chǎn)生；

即使水侵入的時候也能表現(xiàn)出極佳的抗磨性和極壓特性；

產(chǎn)品途特多樣型，適用于多種材質(zhì)；良好的潤滑性，有效避免積屑瘤的產(chǎn)生，保持表面光潔度；