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      [ 摘要] 本文簡單分析了可重構(gòu)系統(tǒng)及深孔加工機床的具體含義。并依據(jù)深孔加工機床的實際情況，從具體的結(jié)構(gòu)模塊出發(fā)，制訂出一套科學、合理的設(shè)計方案。為構(gòu)建一套對不同的深孔加工任務(wù)都能夠勝任的機床設(shè)備，具有很大的參考價值和借鑒意義。

  
  
      1、引言    

  
     “2020 年制造業(yè)將面臨的嚴峻挑戰(zhàn)”，該內(nèi)容源于美國國家研究委員會發(fā)表的一份研究報告。已經(jīng)發(fā)表，就引起了廣泛關(guān)注。該報告以較長的篇幅陳述了專家們對2020 年世界將面臨的各種具體挑戰(zhàn)，以及面對挑戰(zhàn)各個國家都急需解決的可重構(gòu)企業(yè)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等共10 項關(guān)鍵技術(shù)?？芍貥?gòu)機床的研究與開發(fā)，是重構(gòu)制造系統(tǒng)以及敏捷制造的必要條件，是完成可重構(gòu)制造系統(tǒng)復雜內(nèi)容的重要內(nèi)容之一，需要引起我們的高度重視?？杉尚?、模塊化、可定制性、可轉(zhuǎn)換性、可診斷性，是可重構(gòu)機床本身具有的優(yōu)勢特點，明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)機床的功能與特性。對機床設(shè)計重構(gòu)能否成功實現(xiàn)，很大程度上取決于可重構(gòu)模塊的功能冗余問題是否能夠得到有效解決。
   
      孔加工在整個機械制造加工過程中占有很大比重，約為四分之一；而深孔加工量更是所有孔加工實行的重中之重，約有百分之四十之多。B TA 設(shè)備、槍鉆設(shè)備、D F 設(shè)備以及噴吸鉆設(shè)備等是深孔加工設(shè)備的常見類型。這些設(shè)備類型都有較強的專業(yè)性和針對性，在提高工作效率的同時，也大大限制了深孔加工機床的擴散、普及速率，影響其自身的發(fā)展。每一類直徑及工藝要求不同的工件加工，需要不同的加工設(shè)備；不同的加工設(shè)備，需要不一樣的輔具。加工設(shè)備和輔具的數(shù)量會隨著加工工件的增多柱不斷擴長，甚至出現(xiàn)需要從國外進口專業(yè)機床設(shè)備的現(xiàn)象，這就必然造成生產(chǎn)進本的大量投入，制約了經(jīng)濟利潤的獲得。
 
 
      可重構(gòu)制造系統(tǒng)，即對產(chǎn)品族內(nèi)的生產(chǎn)能力和功能進行調(diào)整與修復的一種制造系統(tǒng)。當許多不確定因素同時降臨時，可重構(gòu)制造系統(tǒng)會迅速做出反應(yīng)，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)和硬、軟件功能模塊進行調(diào)整和改變，從而加強產(chǎn)品性能。模塊化設(shè)計，是設(shè)計可重構(gòu)機床的重要理念；而深孔機床的有效設(shè)計，需要對整個機床結(jié)構(gòu)中不同環(huán)節(jié)功能的明確劃分。這種對各個設(shè)計環(huán)節(jié)上的嚴格要求，有助于設(shè)計周期的縮短和機床加工實踐中工件質(zhì)量的提升。模塊化設(shè)計，是實現(xiàn)模塊組織生產(chǎn)的先決條件。它的采用，便宜生產(chǎn)率較高的專用工藝設(shè)備投入生產(chǎn)，全面實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品綜合質(zhì)量的提高的同時，減少了企業(yè)的成本投入；模塊化設(shè)計，是對即插即用特性的有效應(yīng)用，從產(chǎn)品的更新?lián)Q代、維護修復上都會有很大的助益。

     2、 深孔加工
 
   
     長徑比L／D （孔深Ｌ、同孔徑D 的比），是機加工中通常被用來對孔進行深淺程度劃分的數(shù)據(jù)工具。以數(shù)據(jù)5 為界，L／D≥５ 的孔為深孔，L／D＜５ 的孔為淺孔。專業(yè)的加工刀輔具與較先進的技術(shù)技能，是進行深孔加工操作的必備措施，兩者缺一不可。

      1） 深孔零件的各類加工方式。通常情況下，一般內(nèi)孔的制備加工多采用工件固定、刀具進給旋轉(zhuǎn)的方式進行操作；對深孔的制備加工常會以工件旋轉(zhuǎn)、刀具進給來等深孔零件的方式進行操作。顯然，兩者之間因為孔的深淺程度的不同，施工操作方式也有了很大差異。對于深孔鉆削操作而言，常采用三種方式進行。一是在盤類零件加工中應(yīng)用的工
件旋轉(zhuǎn)、刀具進給方式；二是對加厚板材類產(chǎn)品進行鉆孔應(yīng)用的工件固定、刀具旋轉(zhuǎn)進給方式；三是對管料鉆孔、槍炮管類產(chǎn)品加工使用的工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)進給方式。

     2） 深孔刀輔具含義與內(nèi)容。所謂深孔刀輔具，即是深孔機床上通常使用的、較專業(yè)的刀具和輔助工具。它主要包含深孔擴鉆、噴吸鉆、D F 鉆、SIED 鉆、B TA 鉆、槍鉆等類型。

      3 、機床功能結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計

      嚴格接口的標準化要求，是機床結(jié)構(gòu)模塊化的基礎(chǔ)條件。所謂模塊化設(shè)計是一系列工作的集合，即是對具有不同功能的產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)功能模塊的功能劃分、特性設(shè)計、模塊組合，進而形成更具有專業(yè)化性能的機床設(shè)備，進行各個不同類型產(chǎn)品的加工操作。機床功能結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計，適用于個別有特殊加工需求的工件加工時的隨時組裝。模塊化的構(gòu)建，有利于各標準模塊的批量化、大規(guī)模生產(chǎn)，是應(yīng)對形形色色的加工需求時機床部件進行“即插即用”操作的重要前提。

      1） 模塊化的主要內(nèi)容。獨立床身模塊、直線進給床身模塊、主軸模塊和抽屑動力頭模塊，是從可重構(gòu)技術(shù)的相關(guān)加工方法和深孔機床加工零件的自身特性出發(fā)進行的具體性劃分。

      2） 結(jié)構(gòu)可行性方案及可重構(gòu)性分析。一是改變可變床身的長度或調(diào)整直線運動模塊，是應(yīng)對臨時更換加工工件尺寸的有效途徑；二是調(diào)整機床運動模式和改變數(shù)控程序，是應(yīng)對臨時更換較為復雜的被加工件的有效途徑；三是改變加工刀輔具及其運行程序，是應(yīng)對臨時更換被加工件加工工藝的有效途徑。

       4 、各結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計

      擔任一些較特殊的加工任務(wù)，是各模塊使機床重構(gòu)后的附加功能。

      4.1 基本的機床床架

      作為其他設(shè)備的載體，是最基本的機床床架（底座） 的主要功能。

       4.2 獨立的承載模塊

      為了承載工件，會出現(xiàn)將以前的一體機床改為分體設(shè)計等現(xiàn)象，這是承載模塊的主要作用。在模塊內(nèi)部加入升降裝置，有利于模塊表面的齊整。

      4.3 直線進給床身模塊
 

      可重構(gòu)機床設(shè)計的重點部分是直線進給床身模塊的合理設(shè)計。在前期工作中，提高精準度的穩(wěn)定性、導軌表面設(shè)置標準接口，是提升模塊插接組裝效率的關(guān)鍵性準備。為了刀具進給運動的順利運行，會在可重構(gòu)機床設(shè)計中注重進給箱、伺服電機（提供進給動力）、絲杠等部分的利用率。

      4.4 接口標準化

      接口標準化是可重構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵性內(nèi)容之一。電機接口、刀輔具接口，是進行標準接口部件設(shè)計時主要涵蓋的兩個方面。

      5 、結(jié)論

     現(xiàn)階段，為了適應(yīng)國內(nèi)國際市場的發(fā)展需求，我國在而不斷加快對可重構(gòu)深孔加工機床的研究進展。而結(jié)構(gòu)重構(gòu)設(shè)計的科學性與實用性，是深孔加工機床理論不斷充實、完善的發(fā)展趨勢。這些系統(tǒng)性理論的逐一的實踐利用，進一步促進了企業(yè)生產(chǎn)效率的提升和進行深孔加工成本投入的減少。