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【摘 要】随着煤炭工业及社会经济的不断发展，掘进机在地下工程和采矿工程中大量使用，掘进机作为一种能够完成截割、装载、转载煤岩，具有喷雾灭尘等功能的巷道掘进机组，要求其施工向安全、优质、高效的方向发展，因此对掘进机制造质量和制造要求也越来越高。EBZ160型掘进机具有生产效率高，掘进速度快，适应性强，调动灵活等优点，目前已成为各主要产煤国家不可缺少的生产设备。本文主要是针对EBZ160掘进机的伸缩保护筒加工方法及加工工艺的研究分析，结合煤矿生产实际，为掘进机的制作提供了可靠的保证。
【关键词】伸缩保护筒；同轴度；加工分析；加工
1.伸缩保护筒的加工存在的问题
图1为伸缩保护筒的简图, 该工件在镗削加工时存在的质量问题，可以做下简要的分析：
图1
1.1机床精度对镗削加工质量的影响
1.1.1镗床主轴的旋转精度
主轴的旋转精度直接影响到被镗孔的圆度和被镗平面的平面度，镗削加工时，主轴带动刀具旋转时，切削力方向不断发生变化，因此主轴的旋转精度越低，被镗孔的圆度误差越大，被镗平面的平面度越差。
1.1.2镗床导轨的直线度和导轨与主轴轴线的平行度
当工作台进给镗削加工时，导轨的直线度误差会导致被镗孔产生圆柱度误差，镗削同轴孔时会产生同轴度误差，床身导轨与主轴轴线不平行时被镗孔产生圆度误差。选用主轴进给锁镗削加工时，被镗孔会产生圆度误差。镗床导轨在使用过程中出现磨损现象会引起被镗孔产生圆柱度误差，并且加工过程中工作台移动不稳定使工件被镗孔表面粗糙度变粗。
由此可见，机床精度直接影响孔和孔系及被加工平面的镗削质量，因此在镗削孔及孔系工件时，应及时调整机床，并对机床各部位间隙调整到时最佳状态。
1.2镗削加工时安排不合理对镗削加工质量的影响
1.2.1镗杆伸出过长
镗杆伸出过长时，镗杆进给加工会造成被镗孔开始大后来随着镗杆进给逐渐变小，而产生圆柱度误差。
1.2.2毛坯孔偏斜过多
毛坯孔偏斜过多时会影响被镗孔的圆度误差及同轴孔系的同轴度误差。
1.2.3工步、工序安排不当引起的镗削质量问题
工步、工序安排不当会使被镗孔产生变形，形成圆度误差，因此要合理安排粗镗、半精镗、精镗的加工工序。
1.2.4刀具材料选择不当及刀具几何角度选择不对引起的镗削质量问题
刀具选择不当会造成被镗孔的精度下降，表面粗糙度变粗。根据工件材质选择合适的刀具材料。合理选择刀具几何角度镗削加工，在镗削钢件时，主偏角宜选用60°～75°镗刀，精加工时，主偏角选用75°～90°镗刀。
1.3工件的装夹造成的工件变形
工件安装在工件台上进行调整、找正，如工件调整、找正时出现偏斜或装夹不当造成工件变形，工件的安装要平稳可靠，合理选择夹辅具（如筒状工件应选择V型铁安装）装夹时，装夹位置要适当，夹紧力不能过大，尽量使夹紧力均匀。
1.4合理使用刀具和选择刀具几何角度及切削用量
1.4.1粗镗加工
尽量使用较粗刀杆加工，镗刀头安装在刀杆上伸出长度尽量短一些，如加工孔径较大的工件时，可以使用辅助夹刀具来增加刀具刚性。
1.4.2合理选择刀具的几何参数
采用单刃镗刀粗镗削时，刀具的主偏角选择75°～90°，前角5°～10°，后角3°～8°，副偏角10°～15°，刃倾角0°～4°。同时刀尖圆弧半径不宜过大，应以减小进给量来提高表面粗糙度。
1.4.3合理选择切削用量
粗镗加工时应减小切削速度，增大切削深度及进给量，粗镗时单边留量2～3mm作为半精镗余量。
2.伸缩保护筒的加工
1.工作台；2.工件；3.压板；4.压紧螺栓螺母；5.V型铁
图2
使用设备：TK6813×2 双端镗床
如图2将工件装夹在工作台上。
2.1工件装夹
将工件放在V型铁上按线找正，在Φ470和Φ520孔距端面130mm处安装支撑，Φ95孔下方用千斤顶支撑，筒内辅助支撑有手按紧后在辅助支撑上安装压板夹紧，夹紧时用力不宜过大，并且夹紧力要均匀，然后在Φ95上方安装压板夹紧。
2.2粗加工
选用YT5硬质合金刀镗削Φ470和Φ520孔，余留单边2～3mm。用铣刀盘切除Φ470孔外端面，余量0.5mm.用YT5硬质合金推切刀加工Φ470内端面，厚度按37mm。使用夹刀辅具加工Φ520孔外端面，长度按1070。
2.3半精加工
粗镗完成后，将工件上压板全部松开，稍等一会儿后看辅助支撑是否松动，如果松动用手拧紧，如果未松动，先将辅助支撑松开，再用手拧紧后将工件用压板夹紧，注意夹紧力不宜过大，各压板夹紧力分均匀。
使用铣刀盘切除Φ470孔外端面0.5mm余量后，使用推切刀加工Φ470孔内端面，保证尺寸36mm。
使用夹刀辅助和90°推切刀加工Φ520孔外端面保证尺寸1069mm,使用75°镗刀镗削Φ470和Φ520孔留量0.5～1mm后将工件上压板松开后再压紧，夹紧力要小于半精加工前的夹紧力，镗削Φ470和Φ520孔留量0.15～0.3mm。
2.4精加工
使用YT15镗刀镗削加工Φ470和Φ520孔，加工到 后再次松开压板及辅助支撑，测量Φ470和Φ520孔，如发现变形用未缷下的精镗刀再走一刀即可，将压板夹紧倒角。缷下工件时注意防止工件发生碰撞引起已加工孔的变形。
通过对此工件的加工及加工前的工艺系统认真的分析比较，对镗杆和刀具进行一下改造，从加工效果来看，加工质量完符合图设计要求，从煤矿现场反馈来说，也没出现问题，实践证明这种加方法是可行的。
【关键词】伸缩保护筒；同轴度；加工分析；加工
1.伸缩保护筒的加工存在的问题
图1为伸缩保护筒的简图, 该工件在镗削加工时存在的质量问题，可以做下简要的分析：
图1
1.1机床精度对镗削加工质量的影响
1.1.1镗床主轴的旋转精度
主轴的旋转精度直接影响到被镗孔的圆度和被镗平面的平面度，镗削加工时，主轴带动刀具旋转时，切削力方向不断发生变化，因此主轴的旋转精度越低，被镗孔的圆度误差越大，被镗平面的平面度越差。
1.1.2镗床导轨的直线度和导轨与主轴轴线的平行度
当工作台进给镗削加工时，导轨的直线度误差会导致被镗孔产生圆柱度误差，镗削同轴孔时会产生同轴度误差，床身导轨与主轴轴线不平行时被镗孔产生圆度误差。选用主轴进给锁镗削加工时，被镗孔会产生圆度误差。镗床导轨在使用过程中出现磨损现象会引起被镗孔产生圆柱度误差，并且加工过程中工作台移动不稳定使工件被镗孔表面粗糙度变粗。
由此可见，机床精度直接影响孔和孔系及被加工平面的镗削质量，因此在镗削孔及孔系工件时，应及时调整机床，并对机床各部位间隙调整到时最佳状态。
1.2镗削加工时安排不合理对镗削加工质量的影响
1.2.1镗杆伸出过长
镗杆伸出过长时，镗杆进给加工会造成被镗孔开始大后来随着镗杆进给逐渐变小，而产生圆柱度误差。
1.2.2毛坯孔偏斜过多
毛坯孔偏斜过多时会影响被镗孔的圆度误差及同轴孔系的同轴度误差。
1.2.3工步、工序安排不当引起的镗削质量问题
工步、工序安排不当会使被镗孔产生变形，形成圆度误差，因此要合理安排粗镗、半精镗、精镗的加工工序。
1.2.4刀具材料选择不当及刀具几何角度选择不对引起的镗削质量问题
刀具选择不当会造成被镗孔的精度下降，表面粗糙度变粗。根据工件材质选择合适的刀具材料。合理选择刀具几何角度镗削加工，在镗削钢件时，主偏角宜选用60°～75°镗刀，精加工时，主偏角选用75°～90°镗刀。
1.3工件的装夹造成的工件变形
工件安装在工件台上进行调整、找正，如工件调整、找正时出现偏斜或装夹不当造成工件变形，工件的安装要平稳可靠，合理选择夹辅具（如筒状工件应选择V型铁安装）装夹时，装夹位置要适当，夹紧力不能过大，尽量使夹紧力均匀。
1.4合理使用刀具和选择刀具几何角度及切削用量
1.4.1粗镗加工
尽量使用较粗刀杆加工，镗刀头安装在刀杆上伸出长度尽量短一些，如加工孔径较大的工件时，可以使用辅助夹刀具来增加刀具刚性。
1.4.2合理选择刀具的几何参数
采用单刃镗刀粗镗削时，刀具的主偏角选择75°～90°，前角5°～10°，后角3°～8°，副偏角10°～15°，刃倾角0°～4°。同时刀尖圆弧半径不宜过大，应以减小进给量来提高表面粗糙度。
1.4.3合理选择切削用量
粗镗加工时应减小切削速度，增大切削深度及进给量，粗镗时单边留量2～3mm作为半精镗余量。
2.伸缩保护筒的加工
1.工作台；2.工件；3.压板；4.压紧螺栓螺母；5.V型铁
图2
使用设备：TK6813×2 双端镗床
如图2将工件装夹在工作台上。
2.1工件装夹
将工件放在V型铁上按线找正，在Φ470和Φ520孔距端面130mm处安装支撑，Φ95孔下方用千斤顶支撑，筒内辅助支撑有手按紧后在辅助支撑上安装压板夹紧，夹紧时用力不宜过大，并且夹紧力要均匀，然后在Φ95上方安装压板夹紧。
2.2粗加工
选用YT5硬质合金刀镗削Φ470和Φ520孔，余留单边2～3mm。用铣刀盘切除Φ470孔外端面，余量0.5mm.用YT5硬质合金推切刀加工Φ470内端面，厚度按37mm。使用夹刀辅具加工Φ520孔外端面，长度按1070。
2.3半精加工
粗镗完成后，将工件上压板全部松开，稍等一会儿后看辅助支撑是否松动，如果松动用手拧紧，如果未松动，先将辅助支撑松开，再用手拧紧后将工件用压板夹紧，注意夹紧力不宜过大，各压板夹紧力分均匀。
使用铣刀盘切除Φ470孔外端面0.5mm余量后，使用推切刀加工Φ470孔内端面，保证尺寸36mm。
使用夹刀辅助和90°推切刀加工Φ520孔外端面保证尺寸1069mm,使用75°镗刀镗削Φ470和Φ520孔留量0.5～1mm后将工件上压板松开后再压紧，夹紧力要小于半精加工前的夹紧力，镗削Φ470和Φ520孔留量0.15～0.3mm。
2.4精加工
使用YT15镗刀镗削加工Φ470和Φ520孔，加工到 后再次松开压板及辅助支撑，测量Φ470和Φ520孔，如发现变形用未缷下的精镗刀再走一刀即可，将压板夹紧倒角。缷下工件时注意防止工件发生碰撞引起已加工孔的变形。
通过对此工件的加工及加工前的工艺系统认真的分析比较，对镗杆和刀具进行一下改造，从加工效果来看，加工质量完符合图设计要求，从煤矿现场反馈来说，也没出现问题，实践证明这种加方法是可行的。