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      摘要：闡述了B5050K插床改造成立式鏜床的工藝技術分析，從機械、電氣、工裝卡具等方面對其進行了功能改造，運行后滿足了油田用抽油機異形板件的孔加工要求，擴展了插床功能。
 
     關鍵詞：插床；鏜孔；工裝；進給
   
     引言
 
    隨著油田的發展，抽油機的年需求量逐年增加，從而導致抽油機加工件數量增多，抽油機機加工工件數量增加與機加工車間加工設備數量、工位、加工工藝的矛盾也日趨明顯，主要表現為：一是需鏜孔的抽油機工件與目前機加工鏜孔工序的速度嚴重不匹配，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，另一方面造成設備非正常磨損加劇，對鉆床本身機械精度影響很大。

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

     1 、改造方案分析研究

     根據現有設備的情況，選擇一臺閑置設備進行技術改造以滿足異形板材類工件（如驢頭側板）鏜孔加工的要求。根據現場實際情況，決定對一臺閑置B5050K 插床的機械和電器系統進行改造，將其改造成一臺鏜床，從而滿足加工要求。

     1.1 鏜孔技術工藝分析
 
     鏜孔是在工件已有的孔上進行擴大孔徑的加工方法，主要用鏜床來完成。鏜孔是對鍛出、鑄出或鉆出孔、切割孔的進一步加工，鏜孔可擴大孔徑，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IT8～IT7，表面粗糙度達Ra1.6～0.8 μm。根據我廠最大鏜孔工件（驢頭側板、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100~準200 mm 之間，只適合平放鏜孔，因此只能用立式鏜床進行鏜孔，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、自動進給、鏜孔行程密切相關。
 
     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：主軸轉速應為6 段（97~675 r/min），最高轉速時表面加工粗糙度應達Ra6.3 μm，切削力需大于加工Q235-A 鋼板所需要的切削力。
     3）自動進給要求：鏜銑頭應自帶快速自動進給及手動進給，可完成自動進給。
     4） 鏜孔行程要求：由于驢頭側板10 張板組合最大厚度為120 mm，鏜銑頭行程向上、向下均應大于120 mm，方可完全滿足驢頭側板鏜孔需要。

     經研究對比，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，最高轉速時加工表面粗糙度應達Ra6.3 μm，可實現手/自動兩種模式進給，鏜孔行程400 mm（向上120 mm，向下280 mm）等參數均超過側板、尾平衡板加工技術要求，同時也可加工石油鉆采設備其他零配件。

     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、滑架及連桿機構，下部床身前上方有矩形導軌，供工作臺縱向移動。工作臺可以實現橫向、縱向和回轉移動。改造的原則是盡量利用原有插床部件，因此經研究分析，決定留下床身、工作臺、電器三部分，其他部分拆除。根據鏜銑頭座板及安裝尺寸，重新設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，需對連接螺栓組進行強度校核。

     1.2.3 工裝夾具設計制作

     改造后的立式鏜床是動力頭僅旋轉及上下運動，工件完成其他動作的方式，因此需要設計能使工件沿X 軸、Y 軸平行移動及旋轉的工藝裝置，對工件進行找正定位、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，但由于抽油機驢頭側板尺寸較大（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行找正定位，但需設計輔助支撐以支撐驢頭側板除工作臺外露出的部分；為使操作方便，設計了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節，主要用于鏜制驢頭側板等大型板類工件；

      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，升降高度由機械千斤頂調節，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生干涉，將工作臺的移動操作手柄改換180°方向進行安裝，這樣即方便了調整工作臺，又降低了操作風險。

     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的螺栓孔以對工件進行夾緊。

     1.3 電器控制系統改造方案

     將插床改為鏜床，由于加裝了進給變頻電機，因此控制部分需包括鏜銑頭控制、變頻電機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.進給電機M2.工作臺電動機M3.主軸電動機R .進給調速S1.進刀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，提高了閑置設備的利用率和切割質量，降低了操作工勞動強度。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板（6 張）為60 min，只需鏜1 次進刀，加工速度提高3 倍。
     2）切割質量提高。經對鏜加工后的工件進行測量，切割精度從0~0.1 mm 提高到12.5 μm，效果明顯。
     3）插床的功能得到擴展。當加工零配件需要插的工序時，仍可將其恢復。從而大大提高了閑置設備利用率。