李云艷

摘 要：隨著煤炭工業(yè)及社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，掘進(jìn)機(jī)在地下工程和采礦工程中大量使用，掘進(jìn)機(jī)作為一種能夠完成截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖，具有噴霧滅塵等功能的巷道掘進(jìn)設(shè)備，我們要求它在施工過程中具有安全性能好，優(yōu)質(zhì)及高效的特點，所以對于掘進(jìn)機(jī)制造質(zhì)量和制造要求也越來越高。該文主要針對掘進(jìn)機(jī)的伸縮保護(hù)筒加工方法及加工工藝的研究分析，結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際，為掘進(jìn)機(jī)的制造提供了可靠的保證，以供參考。

關(guān)鍵詞：伸縮保護(hù)筒 同軸度 加工分析 加工

中圖分類號：TD431 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0081-02

伸縮保護(hù)筒是掘進(jìn)機(jī)截割部上最重要的部件之一，它具有保護(hù)伸縮內(nèi)筒、提高伸縮部強(qiáng)度、密封等作用，與伸縮油缸聯(lián)接，實現(xiàn)伸縮。伸縮保護(hù)筒是典型的薄壁結(jié)構(gòu)件，機(jī)加車間只能用通用鏜銑床加工該工件，在鏜削加工過程中存在一些質(zhì)量問題，包括被鏜孔的尺寸精度達(dá)不到要求、表面粗糙度超差、孔的圓度超差、圓柱度超差及同軸度超差等，要保證此件的圖紙技術(shù)要求，非常困難。對此筆者通過分析伸縮保護(hù)筒的具體結(jié)構(gòu)形式，制定并采用了合理的機(jī)加工藝，使得伸縮保護(hù)筒的鏜削加工質(zhì)量得到了有效的提高。

1 對掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒結(jié)構(gòu)特點及其加工工藝的分析

一般而言，掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)主要是由截割頭、截割臂、截割減速機(jī)、截割電機(jī)、升降臂以及中心水管共同組成的。而截割部則主要是由截割主軸、花鍵套、伸縮內(nèi)筒、伸縮外筒、伸縮保護(hù)筒等部件共同構(gòu)成。可以說掘進(jìn)機(jī)在工作過程中，主機(jī)電機(jī)是通過減速器與花鍵套進(jìn)行連接的，而花鍵套則在轉(zhuǎn)動的過程中將截割主軸帶動，此時截割主軸又帶動截割頭，以完成主機(jī)的整個旋轉(zhuǎn)運動。而掘進(jìn)機(jī)懸臂進(jìn)行下上左右運動使，主要是借助了連接升降臂以及回轉(zhuǎn)臺的伸縮油缸及其連接回轉(zhuǎn)臺和主機(jī)架的回轉(zhuǎn)油缸，對斷面進(jìn)行截割的?；剞D(zhuǎn)臺上的伸縮油缸與伸縮保護(hù)筒直接連接在一起，伸縮保護(hù)筒對伸縮內(nèi)筒進(jìn)行帶動，進(jìn)而完成截割部的伸縮運動。而在所有運動之中，伸縮保護(hù)筒始終是最外層的部件，對伸縮筒內(nèi)部的各個精密零部件起到重要的保護(hù)作用。而為了符合掘進(jìn)機(jī)截割部的實際結(jié)構(gòu)特點，對掘進(jìn)機(jī)截割部的整體質(zhì)量進(jìn)行有效地控制，對截割部的功率分配進(jìn)行優(yōu)化，在掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒的設(shè)計上，往往多將其設(shè)置為特殊的薄壁筒形結(jié)構(gòu)，以最大限度地發(fā)揮其工作效能。

圖1為掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒的簡易圖，而通過此圖的結(jié)構(gòu)，可以看出，此部件的外形尺寸較大，但是圓筒內(nèi)壁較薄，其中φ470、φ520兩個內(nèi)孔作為該零件的主要加工表面，在表面粗糙度為3.2，且兩孔之間的軸度必須要確保能夠達(dá)到0.05，也只有如此才能夠確保伸縮筒的裝配順利完成。然而，在實際的零件加工過程中，無論是從設(shè)備的角度去進(jìn)行考量，還是從零件自身的角度進(jìn)行考量，都可以清楚地認(rèn)識到，在加工過程中0.05的同軸度始終是重點、難點所在，必須要給予足夠的重視與研究。

2 伸縮保護(hù)筒在加工過程中出現(xiàn)的問題

結(jié)合上文圖1所示，可以看到在加工過程中存在的質(zhì)量問題可以通過以下分析得出影響因素。

（1）機(jī)床精度在鏜削加工過程中的影響因素。影響工件精度的質(zhì)量因素主要有兩方面：一方面是鏜床的轉(zhuǎn)軸精度。在鏜床的轉(zhuǎn)軸精度達(dá)到鏜孔的圓度精度要求時，轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)過程中就會受到鏜孔精度的影響，在進(jìn)行鏜孔的零部件加工過程中，鏜床主軸的旋轉(zhuǎn)精度和鏜孔的圓度精度就應(yīng)形成一個具有切削能力的變化過程，造成這種問題的原因就是應(yīng)使用主軸的旋轉(zhuǎn)精度和鏜孔的圓度在平面結(jié)構(gòu)上形成正比。另一方面就是在鏜床的直線問題和主軸問題之間的選擇，在兩者之間的平衡程度上與工作臺的鏜削加工有關(guān)系，鏜孔在精度上出現(xiàn)誤差，那么在精度的圓度方面也會存在誤差。因此，選用的主軸就應(yīng)該盡量避免在圓度上出現(xiàn)誤差，如果允許出現(xiàn)誤差，那么誤差在圓度方面的數(shù)值也應(yīng)盡量減小，只有這樣才能讓整個軌道在作業(yè)的過程中減少磨損。

（2）鏜削加工質(zhì)量的影響因素。鏜削零件在進(jìn)行加工時其影響因素有諸多不合理的地方，例如：①主軸的過長伸出。在進(jìn)行零件加工過程中，由于主軸在制造過程中伸出過長，使鏜孔的大小不一，圓柱的精度出現(xiàn)誤差。②毛坯孔的偏斜。毛坯孔的偏差會直接對鏜床的主軸精度和工件的圓柱度產(chǎn)生影響。③不合理的工序安排也會使鏜削加工出現(xiàn)質(zhì)量問題，使鏜削加工發(fā)生變形出現(xiàn)精度誤差，因此，在加工過程中應(yīng)合理地安排零件的加工工序。④在刀具的選擇上應(yīng)通過不同的幾何角度來對鏜削的質(zhì)量問題進(jìn)行嚴(yán)格地審核和把關(guān)，對于不合理的刀具使用會使鏜孔的精度下降，而且粗糙的表面會把鏜削的材質(zhì)和表面變得粗糙。選擇合適的刀具材料、合理的刀具幾何角度來進(jìn)行加工，在鏜削鋼件時，應(yīng)選用適合的鏜刀進(jìn)行深孔加工，主要選用75°～90°角的鏜刀。

（3）鏜削過程中加工質(zhì)量的影響因素，鏜削過程中加工質(zhì)量的影響因素主要在于裝夾工件的不合理。在工件的加工過程中，其操作步驟是對零件進(jìn)行調(diào)整的唯一手段。首先進(jìn)行零件調(diào)整，然后再對零件進(jìn)行找正，在調(diào)整和找正的過程中，如果出現(xiàn)裝夾不合理的問題，就需要對零件進(jìn)行及時調(diào)整，選用合理的裝夾方式進(jìn)行加工，但是，在裝夾過程中對零件的夾緊力要適中，避免力度過大或過小。

（4）選擇刀具的過程中應(yīng)適中地使用規(guī)劃刀具。①粗鏜工序的加工介紹。在進(jìn)行此工序時，要將鏜刀的刀桿的伸出長度縮短，以增加夾具的剛度。②選擇合理的刀具的幾何參數(shù)。采用單刃鏜刀粗鏜削時，刀具的主偏角選擇75°～90°，前角5°～10°，后角3°～8°，副偏角10°～15°，刃傾角0°～4°。同時刀尖圓弧半徑不宜過大，應(yīng)以減小進(jìn)給量來提高表面粗糙度。③選擇合理的刀具切削量。

3 伸縮保護(hù)筒的加工

使用設(shè)備以-BMC-110R2數(shù)控鏜銑床為例，如圖2所示為工件夾裝在工作臺上的位置。

（1）裝夾工件介紹，待加工工件應(yīng)放置在V型鐵上進(jìn)行加工，需要找到在直徑為φ470及φ520 的兩個孔的130 mm的距離處放置支撐，通過直徑孔的下半部分來支撐，再通過壓板、螺栓、螺母來夾緊、固定工件，在夾緊的過程中需要掌握好力度，不能過小、過大。

（2）半精加工工序，半精加工是在粗加工工序的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，需要按照圖紙及加工工藝的的要求進(jìn)行半精加工，在加工的夾具使用上要注意夾緊力的力度，力度也不宜過大。在半精加工過程中，需將端面上各光孔、螺紋孔的加工完成，保護(hù)筒兩端有配合處的內(nèi)孔留精鏜量。

（3）精加工工序，半精加工進(jìn)行完畢后，按照圖紙、工藝的要求將工件精加工成為成品。在此工序中也一定要注意夾緊力的大小。

另外，在鉚焊加工與機(jī)械加工之間，一定要將消應(yīng)力處理做好，將焊接應(yīng)力消除到最小，避免工件因為焊接應(yīng)力的釋放產(chǎn)生變形。

4 做好熱處理工藝的安排工作

在伸縮保護(hù)筒的加工工藝中，熱處理工藝流程是其加工工藝中最為基本，也是最為基礎(chǔ)的工作內(nèi)容之一，合理地進(jìn)行熱處理工藝，不僅能夠優(yōu)質(zhì)、高效地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，還能夠進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。因此，做好熱處理工藝尤為重要。在進(jìn)行熱處理時必須要遵循以下幾條原則：第一，確保熱處理工藝的先進(jìn)性。要不斷引入高新技術(shù)對熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)與完善，確保熱處理工藝始終保持在最佳處理質(zhì)量。第二，確保熱處理工藝的合理性。在熱處理工藝流程設(shè)置上，熱處理工藝流程應(yīng)該是較短的，且容易被施工操作人員掌握，最大程度上避免熱處理缺陷的存在，提高加工產(chǎn)品的穩(wěn)定性。第三，確保熱處理工藝的經(jīng)濟(jì)性。在熱處理工藝的設(shè)置上，必須要結(jié)合本單位的實際施工條件，管理水平，現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件等綜合情況，對熱處理工藝流程進(jìn)行制定，確保熱處理工藝能夠以最少的消耗，獲得最大的加工工藝效果。

5 結(jié)語

綜上所述，掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒在通過加工工件和現(xiàn)場的觀察可以分析出，在工件的加工過程中仍需要進(jìn)行多方面的改進(jìn)，在效果上可以看出其加工質(zhì)量能夠滿足設(shè)計圖的需要，但是仍然需要使用中有更多的反饋，只有這樣才能夠進(jìn)一步完善對其加工工藝的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳華.薄壁件加工過程優(yōu)化仿真技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2008.

[2] 薛鍇.涂層刀具切削性能評價及其實驗研究[D].上海交通大學(xué)，2008.

[3] 李歡.掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒加工工藝的研究[D].大連理工大學(xué)，2012.