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      摘要：闡述了B5050K插床改造成立式鏜床的工藝技術(shù)分析，從機(jī)械、電氣、工裝卡具等方面對其進(jìn)行了功能改造，運行后滿足了油田用抽油機(jī)異形板件的孔加工要求，擴(kuò)展了插床功能。
 
     關(guān)鍵詞：插床；鏜孔；工裝；進(jìn)給
   
     引言
 
    隨著油田的發(fā)展，抽油機(jī)的年需求量逐年增加，從而導(dǎo)致抽油機(jī)加工件數(shù)量增多，抽油機(jī)機(jī)加工工件數(shù)量增加與機(jī)加工車間加工設(shè)備數(shù)量、工位、加工工藝的矛盾也日趨明顯，主要表現(xiàn)為：一是需鏜孔的抽油機(jī)工件與目前機(jī)加工鏜孔工序的速度嚴(yán)重不匹配，二是鉆床鏜孔難以保障加工精度，且對鉆床本身機(jī)械精度下降影響很大。由于鉆床鏜孔是單邊切削方式，靠立柱鎖緊大臂定位，切削力大而造成立柱鎖緊裝置間隙很快變大，無法完全鎖緊定位，必須經(jīng)常更換鎖緊楔塊方能保證鏜孔的加工精度，這樣一方面造成鉆床故障率高，另一方面造成設(shè)備非正常磨損加劇，對鉆床本身機(jī)械精度影響很大。

     由于目前國內(nèi)鏜孔設(shè)備均不適用于我廠異形平板（驢頭側(cè)板、尾平衡側(cè)板等）類大型工件的鏜孔加工，即使有勉強(qiáng)滿足的設(shè)備也因價格昂貴、占地面積太大因素而不適用。因此利用車間現(xiàn)有停用設(shè)備進(jìn)行功能技術(shù)升級改造成為首選。

     1 、改造方案分析研究

     根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的情況，選擇一臺閑置設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造以滿足異形板材類工件（如驢頭側(cè)板）鏜孔加工的要求。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，決定對一臺閑置B5050K 插床的機(jī)械和電器系統(tǒng)進(jìn)行改造，將其改造成一臺鏜床，從而滿足加工要求。

     1.1 鏜孔技術(shù)工藝分析
 
     鏜孔是在工件已有的孔上進(jìn)行擴(kuò)大孔徑的加工方法，主要用鏜床來完成。鏜孔是對鍛出、鑄出或鉆出孔、切割孔的進(jìn)一步加工，鏜孔可擴(kuò)大孔徑，提高精度，減小表面粗糙度，還可以提高同軸度。鏜孔可以分為粗鏜、半精鏜和精鏜。精鏜孔的尺寸精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度達(dá)Ra1.6～0.8 μm。根據(jù)我廠最大鏜孔工件（驢頭側(cè)板、尾平衡板）為異形板材類工件，最大工件尺寸為2 000 mm×8 000 mm×12 mm×10 片，鏜孔公差范圍是0~0.1 mm，鏜孔直徑在準(zhǔn)100~準(zhǔn)200 mm 之間，只適合平放鏜孔，因此只能用立式鏜床進(jìn)行鏜孔，鏜孔公差決定了該工件的鏜孔方式為粗鏜。

     1.2 插床機(jī)械部件改造研究

     1.2.1 鏜銑頭選型
 
 
     鏜銑頭的選擇與插床上安裝位置、鏜孔速度、精度、自動進(jìn)給、鏜孔行程密切相關(guān)。
 
     1）插床上的安裝位置：鏜銑頭安裝位置位于原插床的滑架位置上，用鏜銑頭連接支架將鏜銑頭與插床床身連接。
     2）鏜孔速度、精度要求：主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)為6 段（97~675 r/min），最高轉(zhuǎn)速時表面加工粗糙度應(yīng)達(dá)Ra6.3 μm，切削力需大于加工Q235-A 鋼板所需要的切削力。
     3）自動進(jìn)給要求：鏜銑頭應(yīng)自帶快速自動進(jìn)給及手動進(jìn)給，可完成自動進(jìn)給。
     4） 鏜孔行程要求：由于驢頭側(cè)板10 張板組合最大厚度為120 mm，鏜銑頭行程向上、向下均應(yīng)大于120 mm，方可完全滿足驢頭側(cè)板鏜孔需要。

     經(jīng)研究對比，選擇臺灣功陽T5 右銑型高速鏜銑頭可滿足上述要求。該鏜銑頭安裝尺寸合適，最高轉(zhuǎn)速時加工表面粗糙度應(yīng)達(dá)Ra6.3 μm，可實現(xiàn)手/自動兩種模式進(jìn)給，鏜孔行程400 mm（向上120 mm，向下280 mm）等參數(shù)均超過側(cè)板、尾平衡板加工技術(shù)要求，同時也可加工石油鉆采設(shè)備其他零配件。

     1.2.2 改造部件取舍

    原插床主要由床身、滑架、工作臺、進(jìn)給箱、電器等部分組成。床身由上下兩部分組成，上部床身裝有滑枕、滑架及連桿機(jī)構(gòu)，下部床身前上方有矩形導(dǎo)軌，供工作臺縱向移動。工作臺可以實現(xiàn)橫向、縱向和回轉(zhuǎn)移動。改造的原則是盡量利用原有插床部件，因此經(jīng)研究分析，決定留下床身、工作臺、電器三部分，其他部分拆除。根據(jù)鏜銑頭座板及安裝尺寸，重新設(shè)計安裝鏜銑頭連接支架體和過渡板。由于在插床床身安裝鏜銑頭連接支架及鏜銑頭，連接方式均為螺栓連接，需對連接螺栓組進(jìn)行強(qiáng)度校核。

     1.2.3 工裝夾具設(shè)計制作

     改造后的立式鏜床是動力頭僅旋轉(zhuǎn)及上下運動，工件完成其他動作的方式，因此需要設(shè)計能使工件沿X 軸、Y 軸平行移動及旋轉(zhuǎn)的工藝裝置，對工件進(jìn)行找正定位、夾緊。

     工件找正定位：原有的插床工作臺在移動方式上可以滿足要求，但由于抽油機(jī)驢頭側(cè)板尺寸較大（8000 mm×2 000 mm），需要鏜的2 個孔位置相距1500 mm，因此可利用原有的插床工作臺進(jìn)行找正定位，但需設(shè)計輔助支撐以支撐驢頭側(cè)板除工作臺外露出的部分；為使操作方便，設(shè)計了2 套輔助支撐，一套為活動式手動升降平臺，平臺的支撐部分為一字型6 組滾珠支撐，升降高度由手動叉車調(diào)節(jié)，主要用于鏜制驢頭側(cè)板等大型板類工件；

      另一套為固定式手動升降平臺，平臺的支撐部分為3 支腿1 個大滾珠支撐，升降高度由機(jī)械千斤頂調(diào)節(jié)，主要鏜制尾平衡板等小型板類工件。同時因工作臺的移動操作手柄方向與工件產(chǎn)生干涉，將工作臺的移動操作手柄改換180°方向進(jìn)行安裝，這樣即方便了調(diào)整工作臺，又降低了操作風(fēng)險。

     工件夾緊：在原插床工作臺上安裝1 塊矩形夾緊鋼板并加工相應(yīng)的螺栓孔以對工件進(jìn)行夾緊。

     1.3 電器控制系統(tǒng)改造方案

     將插床改為鏜床，由于加裝了進(jìn)給變頻電機(jī)，因此控制部分需包括鏜銑頭控制、變頻電機(jī)控制及工作臺控制三部分，操作集中在原插床的操作手柄上。電器原理圖見圖1。

        
  
      圖1 電器原理圖
      M1.進(jìn)給電機(jī)M2.工作臺電動機(jī)M3.主軸電動機(jī)R .進(jìn)給調(diào)速S1.進(jìn)刀S2.退刀

     2 、運行效果

     插床改造為鏜床后，解決了搖臂鉆床鏜孔效率低下、鏜孔精度低的問題，提高了閑置設(shè)備的利用率和切割質(zhì)量，降低了操作工勞動強(qiáng)度。如圖2 為改造前后對比，圖3為改造后運行圖。

    
       圖2 改造前后對比

     圖3 改造后運行圖

     1）加工效率翻倍。與之前相比，鏜床鏜的時間驢頭側(cè)板（6 張）為60 min，只需鏜1 次進(jìn)刀，加工速度提高3 倍。
     2）切割質(zhì)量提高。經(jīng)對鏜加工后的工件進(jìn)行測量，切割精度從0~0.1 mm 提高到12.5 μm，效果明顯。
     3）插床的功能得到擴(kuò)展。當(dāng)加工零配件需要插的工序時，仍可將其恢復(fù)。從而大大提高了閑置設(shè)備利用率。