摘要: 由于深孔鉆床進刀機構的絲杠絲母傳動副因磨損產生間隙，引起竄刀現象，通過研究分析，設計出消隙方案，并且得以實施，避免了竄刀現象的發生。
關鍵詞: 深孔鉆床; 傳動副; 柔性消隙機構; 竄刀
1、原因分析
中國一重軋電分廠 10 m 深孔鉆床是產品深孔加工工序重要精加工設備，機床鉆桿箱進給絲杠絲母因磨損出現間隙，而產生竄刀現象，嚴重影響了產品關鍵工序內孔的加工質量，降低了機床的生產效率，增加了刀具成本。一些核電、軍工產品如舵桿、中間軸的內孔加工要求相當嚴格( 內孔表面粗糙度要求 Ｒa = 0． 8 μm) 。在進行最后一刀光孔時，一旦出現竄刀現象，就會致使零件報廢。
2 、實施方案與理論計算
機床鉆桿箱采用絲杠和單絲母傳動副，絲杠旋轉帶動鉆桿箱進、退刀。當絲杠與絲母的正常磨損量超過 0． 5 mm 時，就會使加工過程中出現 1mm( 絲桿為雙頭) 的竄刀量，產品內孔的粗糙度就難以保證了。尤其是在關鍵的最后一刀，上光刀片光里孔時，內孔表面粗糙度與尺寸精度均無法控制。同時竄刀也會使刀具損壞，反復退出鏜桿，更換刀具，耽誤了大量時間，這種情況下只能走刀 100 mm / h ～ 200 mm / h，嚴重制約了生產。經 過理論計算、分析、討論決定: 在鉆桿箱尾部加裝一套絲母 B、絲母座體 B、彈簧、擋板、拉桿等 32個零部件構成的柔性消隙機構，如圖 1 所示。當絲杠絲母磨損出現間隙時，通過彈簧彈性自動補償消除間隙。根據切削原理計算最大切削力沿 Y軸方向的分力 Fy≈3 800 N，用 14 組彈簧調整壓縮量 h = 20 mm，產生 F0 = 14hPS = 3 833 N，可以滿足要求。
圖 1 改裝后的機床外觀圖
圖 2 消隙機構示意圖
3 、加工制作與安裝調整
3． 1 加工制作
需要加工絲母座體，鏜絲母座體里孔120 + 0． 20 mm。原 絲 母 外 圓 120 + 0． 05 mm，留0． 15 mm 間隙配合，這樣絲母 B 可以在絲母座體內往復運動。絲母通過 12 mm × 80 mm 的鍵實現周向定位，絲母座體按照絲母行程銑成 12 mm ×120 mm 通鍵槽。在絲母座體的正面，沿著內孔局部鉆安裝彈簧的底孔。加工擋板后，所有零部件
準備完成。
3． 2 安裝調試
3． 2． 1 絲母 B 與絲母座體的安裝調試首先將 14 組彈簧安裝到預鉆的底孔中，將擋板裝在絲母 B 上后一同裝入絲母座體內，裝上定位鍵，如圖 2、圖 3 所示。檢查絲母座體與絲母 B相互反復運動是否順暢。
圖3 絲母座體
3． 2． 2 總裝
將原機床鉆桿箱的絲杠拆卸下來，將消隙機構安裝在鉆桿箱體后面，調整中心高，并且保證兩個絲母 A、B 的距離是絲杠螺距( 20 mm) 的整數倍，調整調節拉桿( 見圖 2) ，使彈簧壓縮到 h = 20mm，回裝絲杠，可以同時旋轉通過絲母 B、A，定位絲杠后再次調整放開調節拉桿，絲母 B 反向受力，間隙消除。
4 、效果驗證
( 1) 經過 6 個月生產實踐證明: 解決了因絲杠、絲母磨損產生間隙引起的竄刀現象，并且走刀平穩，能夠達到 300 mm / h ～ 600 mm / h。
( 2) 降低了維修人員的勞動強度，降低了維修成本，減少了使用刀具成本。
通過對深孔鉆床進刀機構的改進，設計增加了柔性消隙機構，解決了因絲杠、絲母磨損產生間隙而引起的竄刀現象，切實提高了機床加工的可靠性，滿足了關鍵產品的質量需求，提高了機床的生產效率，降低了成本。
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