缸体凸轮轴孔机床托刀架的改进

DU~900缸体双面卧式粗镗、扩、钻孔组合机床是大连机床集团为山东潍坊柴油机股份有限公司设计生产的,用于加体的主轴孔与凸轮轴孔。该机床加工时,刀具采用滚动导向,滚动导套设置在夹具上。由于主轴与刀杆浮动联接,所以设一个托刀架,将悬伸的刀杆托起,以便于更换刀具和调刀时引导刀杆进入滚动导套。

托刀架象活动钻模板一样通过两杆联接在主轴箱上。图1所示为加工部位的结构,试车时出两个问题:其一是加工凸轮轴孔,扩孔钻在导入夹具滚动导撞刀,刀具不能顺利地进入滚动导套内;其二是刀具导入滚动导套后,托刀架上导套与刀杆研伤(通常因轴孔不同轴,产生干涉,在高速旋转时,刀杆与导套之间剧烈摩擦,发热使摩擦表面出现 擦伤,粘连融合)。托刀架主要在更换刀具及调整行程时,离开滚动导套后起到托刀作用。

从图1中可以看出,刀具杆、滚动导套公称直径尺寸相同,刀杆直径∮62,刀头直径∮62,滚动导套直径∮62B7,导套孔大于刀具直径,如果刀杆与导套孔同心,刀具在导入时不会出现撞刀现象。本机经实测,刀杆离开滚动导向套,由于自重及主轴箱孔与托刀架支撑杆间隙等因素,为了解决撞刀题,第一次改进的思路是提高托刀架的托刀位置精度,以保证刀具与导套的同心,为此对托刀架支撑杆进行电镀,修复,然主轴箱上的托刀架支杆孔配磨、合研等,保证其配合间隙0.012-0.02mm,但终因刀杆悬臂长(980mm)、重量大(镶装硬质合金条总重量21kg)很难达到理想效旱,实测刀杆仍下垂0.8—1.2mm之间。为了解决托刀架上导套与刀杆同轴度干涉问题,采托刀架导套改成U型半圆套,经实施后撞刀和刀杆研伤问然存在。.

经过认真分析认为:上述两个问题主要是由于刀杆与托刀架悬伸过长,导致下垂,从而使刀杆与托刀架导套孔不同轴造成的,为此我们在托刀架上增设了两个支腿,在滑台导轨前端增加 了两个副导轨(参见图2),支腿支承在导轨上,这样就将托原来的悬臂受力结构变成了两端支撑的结构。托刀架和刀具的重力通过支腿作用在滑台导轨上。由于托刀架与主轴箱一动,所以支腿的下部装有滚动轴承,使其能在滑台导轨及副上滚动,托刀架采用图3的两个螺钉调整高度,以保证刀具中与滚动导套中心等高。

刀具一旦进入滚动导套后,刀具仅依靠滚动导套导向。此时托刀架导套应与刀杆脱开,以避免托刀架导套对刀具导向的干涉,防止出现托刀架导套与刀杆研伤,为此在结构上又做了两 点改进:一是将托刀架上的U形半圆导套修磨成V形,开口一步加大,由半圆接触改为1/3接触;二是修磨副导轨,使轨面高度低于导轨面O.15mm～0.2mm,进给方向的结构尺寸应保证当刀具导入滚动导套时,托刀架支腿处于导轨面上,刀具进人滚动导套后,支腿也移动至副导轨上,此时托刀架下沉,刀架V形导套脱开刀杆。

通过对托刀架的改进,解决了撞刀的问题。

作者简介:李宝田(1949—),男,山东楱霞人,大连机床集技术中心工程师。

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