B5050K插床功能技术改造

摘要：本文阐述了B5050K插床改造成立式镗床的工艺技术分析，从机械、电气、工装卡具等方面对其进行了功能改造，运行后满足了加工油田用抽油机异形板件的孔加工要求，扩展了插床功能。

关键词：插床镗孔工装进给

0引言

随着油田的发展，抽油机的年需求量逐年增加，从而导致抽油机加工件数量增多，抽油机机加工工件数量增加与机加工车间加工设备数量、工位、加工工艺的矛盾也日趋明显，主要表现在一是需镗孔的抽油机工件与目前机加工镗孔工序的速度严重不匹配，二是钻床镗孔难以保障加工精度，且对钻床本身机械精度下降影响很大。由于钻床镗孔是是单边切削方式，靠立柱锁紧大臂定位，切削力大而造成立柱锁紧装置间隙很快变大，无法完全锁紧定位，必须经常更换锁紧楔块方能保证镗孔的加工精度，这样一方面造成钻床故障率高，另一方面造成设备非正常磨损加剧，对钻床本身机械精度影响很大。

由于目前国内镗孔设备均不适用于我厂异形平板（驴头侧板、尾平衡侧板等）类大型工件的镗孔加工，即使有勉强满足的设备也因价格昂贵、占地面积太大。因此利用车间现有停用设备进行功能技术升级改造成为首选。

1改造方案分析研究

根据现有设备的情况，选择一台闲置设备进行技术改造以满足异形板材类工件（如驴头侧板）镗孔加工的要求。根据现场实际情况，决定对一台闲置B5050K插床的机械和电器系统进行改造，将其改造成一台镗床，从而满足加工要求。

1.1镗孔技术工艺分析

镗孔是在工件已有的孔上进行扩大孔径的加工方法，主要用镗床来完成。镗孔是对锻出、铸出或钻出孔、切割孔的进一步加工，镗孔可扩大孔径，提高精度，减小表面粗糙度，还可以提高同轴度。镗孔可以分为粗镗、半精镗和精镗。精镗孔的尺寸精度可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值1.6～0.8μm。根据我厂最大镗孔工件（驴头侧板、尾平衡板）为异形板材类工件，最大工件尺寸为2000mm*8000mm*12mm*10片，镗孔公差范围是0-0.1mm，镗孔直径在Φ100-200mm之间，只适合平放镗孔，因此只能用立式镗床进行镗孔，镗孔公差决定了该工件的镗孔方式为粗镗。

1.2插床机械部件改造研究1.2.1镗铣头选型

镗铣头的选择与插床上安装位置、镗孔速度、精度、自动进给、镗孔行程密切相关。

1、插床上的安装位置：镗铣头安装位置位于原插床的滑架的位置上，用镗铣头连接支架将镗铣头与插床床身连接。

2、镗孔速度、精度要求：主轴转速应为6段从97-675rpm，最高转速时表面加工粗糙度应达6.3μm，切削力需大于加工Q235-A钢板所需要的切削力。

3、自动进给要求：镗铣头应自带快速自动进给及手动进给，可完成自动进给。

4、镗孔行程要求：由于驴头侧板10张板组合最大厚度为120mm，镗铣头行程向上、向下均应大于120mm，方可完全满足驴头侧板镗孔需要。

经研究对比，选择台湾功阳T5右铣型高速镗铣头可满足上述要求。该镗铣头安装尺寸合适，最高转速时表面加工粗糙度应达6.3μm，可实现手/自动两种模式进给，镗孔行程400mm（向上120mm，向下280mm）等参数均超过侧板、尾平衡板加工技术要求，同时也可加工石油钻采设备其他零配件。

1.2.2改造部件取舍

原插床的主要部件有以下几个：床身、滑架、工作台、进给箱、电器等主要部分组成。床身由上下两部分组成，上部床身装有滑枕、滑架及连杆机构，下部床身前上方有矩形导轨，供工作台纵向移动。工作台可以实现横向、纵向和回转移动。

改造的原则是尽量将原有插床部件进行利用，因此经研究分析，决定留下床身、工作台、电器三部分，其他部分拆除。根据镗铣头座板及安装尺寸，重新设计安装镗铣头连接支架体和过渡板。由于在插床床身安装镗铣头连接支架及镗铣头，连接方式均为螺栓连接，需对连接螺栓组进行强度校核。

1.2.3工装夹具设计制作

改造后的立式镗床是动力头仅旋转、上下运动，工件完成其他动作的方式，因此需要设计能使工件沿X轴、Y轴平行移动及旋转的工艺装置，完成对工件进行找正定位、夹紧。

工件找正定位：原有的插床工作台在移动方式上可以满足要求，但由于抽油机驴头侧板尺寸较大（8000mm*2000mm），需要镗的两个孔位置相距1500mm，因此可利用原有的插床工作台进行找正定位，但需设计辅助支撑以支撑驴头侧板除工作台外露出的部分；为使操作方便，设计了两套辅助支撑，一套为活动式手动升降平台，平台的支撑部分为一字型六组滚珠支撑，升降高度由手动叉车调节，主要用于镗制驴头侧板等大型板类工件；另一套为固定式式手动升降平台，平台的支撑部分为三支腿一个大滚珠支撑，升降高度由机械千斤顶调节，主要镗制尾平衡板等小型板类工件。同时因工作台的移动操作手柄方向与工件产生干涉，将工作台的移动操作手柄改换180°方向进行安装，这样即方便了调整工作台，又降低了操作风险。

工件夹紧：在原插床工作台上安装一块矩形夹紧钢板并加工相应的螺栓孔以对工件进行夹紧。

1.3电器控制系统改造方案

由于将插床改为镗床，由于加装了进给变频电机，因此控制部分需包括镗铣头控制、变频电机控制及工作台控制三部分，操作集中在原插床的操作手柄上。电器原理图见图1。