摘要：侧卸斗是装载机产品的一个重要部件，侧卸斗两组转轴孔的加工质量和生产效率对企业发展有着较大的影响。文中对侧卸斗的结构及工艺特点进行了分析，在此基础上设计了专用数控镗孔专机及工装。实践证明：该镗孔专机投入使用后，不但保证了侧卸斗的加工质量和生产效率，并且，创造了良好工作环境。
关键词：装载机；侧卸斗；工装； 镗孔专机
中图分类号：TU623.9 文献标识码：A
装载机侧卸斗是大型焊接件，外形尺寸大，加工易变形，一般的镗床不易加工。由于加工的两组孔跨度大，且每组孔加工所需的镗杆较长，使得安装困难，工人操作不方便，效率较低，为此设计了侧卸斗镗孔专机，以提高生产效率，满足生产任务需求。
1设计的总体要求
对侧卸斗镗孔专机的设计，应能保证镗孔的加工质量，满足批量生产的需求，并且改善工人的工作环境。
（1）数控动力头的主要要求：主轴行程为450mm，并且能够通过数控系统，精细控制主轴的进给。使主轴能对侧卸斗两组孔同时进行加工；
（2）专用的镗孔工装的要求：严格控制定位精度，两镗杆的平行度、同轴度及距离精度，并且有足够的操作空间。
（3）数控系统：操作方便，稳定可靠，精度高。
2工艺分析
侧卸斗要求镗孔的内容：两组3-φ63（+0.174^+0.100）转轴孔，要求粗糙度为3.2，每组孔的同轴度为0.15，两组孔的距离要求为1700±1且平行度为0.3，并且要刮粗糙度为6.3的端面以保证各长度尺寸，其尺寸要求（如图一）所示。由于侧卸斗为大型焊接件，存在较大的焊接变形，各孔的加工余量为10mm，因此，各组孔均用一镗削单元加工，加工按照校检相存，状态加工的原则，同时要求工装对侧卸斗安装定位准确可靠，易调整，少变形，夹紧牢固。工艺方案镗孔顺序定为对刀--粗镗--对刀--精镗。其中对刀包含调刀--试镗--检验三工步。
3数控动力头结构设计
该数控动力头的主要特点：动力头有低、中、高三个档位，通过数控系统控制变频电机，变速箱三个档位能使主轴转速范围为30-500r/min无极变速。通过数控系统对伺
服电机和丝杆的控制，使主轴准确的实现工进、工退、快进、快退、单步移动等操作，精度可达0.02mm。
参照以往镗孔的加工经验及《切削手册》，确定切削参数。通过计算校核确定变频电机、伺服电机、轴承、丝杆及线性导轨。为了得到加工所需要的转速和扭矩，必定要
对变速箱中的齿轮组进行速度比分配，而齿轮做为变速箱总核心部分，必定要认真的计算校核，得到适合的齿轮参数，以便提高齿轮的使用性能。数控动力头如（图二）所示。空心轴4通过前后圆锥滚子轴2、7安装在变速箱体1上，主轴3则套在空心轴4中，与其滑配。空心轴4带动传动键5，使主轴旋转。滚珠丝杆11通过螺母座12和角接触轴14安装在进给箱体9上。通过螺母座12使线性导轨10、滚珠丝杆11及主轴3连接在一起。当数控系统发出工作信号，变频电机和伺服电机启动，通过齿轮传动。主轴就能够按照数控系统所设置的参数同时地进给和旋转，完成镗孔加工要求。
4侧卸斗镗孔工装
侧卸斗镗孔工装如图三，为了镗侧卸斗两组孔（见图三），左右对称各一个镗孔工装。千斤顶2和后定位座4将侧卸斗定位。镗杆3安装在前定位座1和后定位座4上，间隙配合，能够旋转自如。万向节5主要的作用是：连接镗杆3和动力头7的主轴和消除镗杆3和动力头主轴同轴度偏差影响。侧卸斗镗孔工装操作工序为：抽出镗杆--安装侧卸斗--万向节连接镗杆和动力头主轴--对刀--镗孔。在一转轴孔加工的同时
可以对另一个转轴孔进行对刀及加工，通过数控系统控制实现了两轴同步加工，降低了生产时间。
1-变速箱体，2-双列圆锥滚子轴承，3-主轴，4-空心轴，5-传动键，6-齿轮，7-圆锥滚子轴承，8-变频电机，9-进给箱体，10-线性导轨，11-滚珠丝杆，12-螺母座，13-编码器，14-角接触轴承，15-伺服电机
1-前定位座，2-千斤顶，3-镗杆，4-后定位座，5-万向节，6-数控系统面板，7-数控动力头
5数控系统
数控系统采用的是北京凯恩帝有限责任公司生产的（KND）K1SB数控系统。该系统控制电路采用了高速微处理器，超大规模定制式集成电路芯片，多层印刷电路板，显示器采用了高分辩率的液晶屏，整个工艺采用表贴元器件，从而使整套系统更为紧凑，体积极大地缩小，同时也使系统的可靠性进一步地提高，可整机联动控制，又能实现单个镗削单元的半自动控制。整机联动为快进、工进、停止，设限位保护，各机按程序启动。通过程序控制能实现各单机工作循环的控制。
结语
该专机在设计中充分考虑了侧卸斗的结构及工艺特点。通过KND数控系统自动控制，可同时对侧卸斗两边轴孔进行加工，经试制及批量生产，侧卸斗的镗孔效果很好，生产效率提高了35%以上；由于使用两平台定位夹紧侧卸斗，工人的操作空间很大，站着就可以完成所有操作，安全系数得到极大的提高，减轻了劳动强度，创造了良好的工作环境，对侧斗的镗孔加工及相似零件的镗孔加工具有很大推广价值。
参考文摘
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