深孔加工在機(jī)械制造行業(yè)中占了很大的比重，尤其是領(lǐng)域，過(guò)去一段時(shí)間，加工難度大、成本高在一定程度上限制了深孔加工領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。隨著現(xiàn)代高科技水平的發(fā)展和*技術(shù)的應(yīng)用，深孔加工技術(shù)水平也得到了相應(yīng)的發(fā)展。機(jī)械產(chǎn)品中經(jīng)常遇到需要加工長(zhǎng)徑比較大，同時(shí)孔徑又不大的深盲孔，目前這類(lèi)深孔加工是一個(gè)難點(diǎn)。現(xiàn)有的方式一般是在數(shù)控深孔鉆床上加工，缺點(diǎn)是孔的加工精度較低。另一種方式為懸臂鏜桿加工，但能加工的深孔長(zhǎng)徑比小，目前世界上的sandvik等公司開(kāi)發(fā)的懸臂抗震鏜桿懸臂長(zhǎng)度能達(dá)到10倍直徑[1]，能使深孔加工的精度較深孔鉆有較大提高，但加工孔的深度也受限于鏜桿的直徑大小。
新設(shè)計(jì)的鏜刀座可安裝ф280×4000mm的鏜桿,用該鏜桿加工內(nèi)孔直徑為ф290±0.20mm，孔深長(zhǎng)達(dá)1960 mm。要求內(nèi)圓加工表面光滑，圓柱度公差為0.02 mm，粗糙度達(dá)到ra3.2μm以上。該鏜桿長(zhǎng)徑比達(dá)到14.286，以往設(shè)計(jì)的鏜刀座無(wú)法借用，需要對(duì)鏜刀座進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，如圖1所示。圖1 鏜刀座示意圖1 鏜刀座的設(shè)計(jì)
1.1 鏜刀座裝置的結(jié)構(gòu)
新設(shè)計(jì)的鏜刀座由中拖板、上座、支架、上蓋、移動(dòng)下座、移動(dòng)上座、調(diào)整墊、壓板、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、壓緊塊、牽引法蘭、c形墊圈、螺母、支撐法蘭、拉管、t形螺栓、連接套組成。
1.2 鏜刀座的支撐方式
該鏜刀座設(shè)計(jì)上選擇了中拖板、支架和獨(dú)立輔助支撐即移動(dòng)下座與三支撐點(diǎn)共同支撐的方式。中拖板與上座采用固定式螺釘聯(lián)接固定。支架通過(guò)螺釘聯(lián)接安裝在大拖板上，并通過(guò)調(diào)整墊支撐著上座。獨(dú)立輔助支撐由移動(dòng)下座、移動(dòng)上座、調(diào)整墊、壓板、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、壓緊塊共同組成，移動(dòng)下座上裝有雙直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，移動(dòng)上座通過(guò)調(diào)整墊與移動(dòng)下座聯(lián)接，并可以在雙直線滾動(dòng)導(dǎo)軌上跟隨中拖板沿x軸移動(dòng)。獨(dú)立輔助支撐通過(guò)連接套、t形螺栓、拉管、支撐法蘭、螺母、c形墊圈、牽引法蘭與大拖板聯(lián)接，螺母、c形墊圈、牽引法蘭用于調(diào)整獨(dú)立輔助支撐與上座的距離，本方案設(shè)計(jì)的可調(diào)距離為210~910mm。
2 鏜刀座的夾持長(zhǎng)度及理論數(shù)值計(jì)算
2.1 鏜刀座的夾持長(zhǎng)度
鏜刀座夾持鏜桿采用兩個(gè)半圓的圓弧面接觸的夾持方式，保證了鏜桿的夾持剛度。在盲孔加工中，盡量減小鏜桿的懸臂長(zhǎng)度，有利于改善切削效果。在滿(mǎn)足加工條件的情況下，應(yīng)盡量將鏜桿的夾持位置往鏜桿頭部位置移動(dòng)。客戶(hù)所要求的鏜桿長(zhǎng)度為4000 mm，鏜桿直徑為ф280mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，鏜桿的最小夾持長(zhǎng)度=5×d=1400mm,一般鏜孔長(zhǎng)doi:10.16371/ki.issn1009-962x.2018.01.007 圣祝素?cái)?shù)控臥式車(chē)床鏜刀座的設(shè)計(jì)25 度=7×d=1960mm。（d為鏜桿的直徑）。鏜刀座的具體夾持尺寸如圖2所示。
圖2夾持長(zhǎng)度分配圖2中，根據(jù)需求設(shè)定鏜孔段長(zhǎng)度為1 960 mm，上座夾持長(zhǎng)度為900 mm，獨(dú)立輔助支撐與上座之間的可調(diào)整距離為800 mm，上蓋長(zhǎng)度為300 mm，鏜桿尾部的懸伸段長(zhǎng)度為40 mm，總長(zhǎng)為4 000 mm。
2.2 鏜刀座的理論數(shù)值計(jì)算鏜桿的材料為40cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，其截面尺寸如圖3所示。鏜刀座通過(guò)3個(gè)支撐點(diǎn)夾持鏜桿，由圖2中的夾持長(zhǎng)度分布可知鏜桿的重心（位于總長(zhǎng)度的一半處）落在鏜刀座上。為了便于計(jì)算、分析研究鏜刀座，將鏜桿簡(jiǎn)化為一個(gè)懸臂梁，鏜刀座受到的力和力矩與鏜桿受到的力和力矩大小相等，方向相反，直接計(jì)算鏜刀座受到的力和力矩不太方便，這里先計(jì)算鏜桿受到的力和力矩，然后再轉(zhuǎn)化為鏜刀座受到的力和力矩。