摘要：行孔磨损为采煤机运行过程的常见问题，一般通过补焊方式进行缺陷修复。本文分析采煤机摇臂壳体行孔的修复镗加工工艺，介绍行孔加工工艺要求及工艺改进方案，并对摇臂壳体行孔补焊的技术要点进行总结，以形成完善的行孔加工技术方案，供相关人员参考借鉴。
关键词：采煤机摇臂；行孔加工；补焊修复；镗加工
引言：行孔补焊后，孔内表面易出现凹凸不平的焊点及行孔变形问题，致使行孔加工的整体质量不高，进而在采煤机运行过程中出现漏油、振动、噪音等现象，导致生产效率下降。随着煤炭行业生产强度及体量的增加，行孔镗加工问题的解决更为紧迫，有必要对相关技术经验进行总结。
1采煤机摇臂壳体行孔修复镗加工理论简介
1.1采煤机摇臂壳体结构
煤炭生产过程中使用的采煤机主要为双滚筒电动采煤机，摇臂壳体作为采煤机结构的重要组成部分，与其他结构、零部件相连，形成空间结构既定、运行关系复杂的摇臂体系。
采煤机摇臂壳体可分为行星头、电机孔、耳朵、轴等模块，其结构表现出如下特点：第一，摇臂壳体行星头、耳朵、电机孔等位置间协调运转，保证转轴间隙及结构强度达标。第二，利用齿轮咬合装置将不同轴组合为协调统一的整体，发挥减速箱的作用，以调整转速。第三，摇臂壳体0基准面、各轴接触面位置均存在内部空腔，在进行结合面加工时，对表面粗糙程度有严格要求。第四，采煤机摇臂壳体外壁较薄，外壁与空腔之间设置加强筋以保证壳体刚度，并带来更优的散热性能。
1.2行孔镗加工工艺要求
行孔镗加工步骤在补焊作业完毕后进行，镗加工过程中，应遵循以下工艺原则：第一，提高行孔尺寸精度。行孔内孔加工公差应控制在0.029～0.046mm之间，在镗加工过程中需进行严格把控。第二，提高表面粗糙程度，行孔内表面的粗糙程度应控制在Ra=1.6μm。第三，提高孔间平行度，摇臂壳体各行孔间应尽可能保持平齐，要求平行度不超过1.0mm，注意加工过程行孔需一次找正，移动工作台对行孔平行度进行调整。第四，一次成孔以保证同轴度。行孔的同轴度一般在0.025mm，因此加工过程必须一次成型，以免找正过程对同轴度造成干扰。第五，提高行孔中心距高度，行孔轴线间距最大公差应保持在0.064～0.09mm，移动操作台来提高加工精度。
2采煤机摇臂壳体行孔修复镗加工方案优化
2.1明确工艺基准
工艺基准面由多个均匀焊接在摇臂壳体下方的工艺块构成，并放置在工作台上，使用镗杆进行找正。过程中若找正基准面面积较小，且行孔长度较大，此时进行镗加工易产生较大的误差，因此可在适当位置补焊工艺块，重新进行基准面找正。以上操作的技术原理为：找正误差与找正基面的长度和面积成反比，即长度越长、面积越大，找正误差越小。另外加工过程壳体的翻转次数也会影响找正误差，因此在行孔镗加工过程，应尽量减少目标工件的翻转次数。
2.2固定工件位置
采煤机摇臂壳体结构相对复杂，镗加工的工作台面积较大，若将工件固定在工作台中心位置，会导致各行孔轴线间距过大，机床主轴外探长度及镗杆长度均较大，操作过程易产生更大的振动和噪音，影响行孔镗加工质量，例如出现喇叭孔。因此建议结合加工现场情况，选择将工件固定在工作台一端，以有效缩小主轴外探及镗杆长度，确保行孔质量达标。
2.3确定加工顺序
为尽可能降低工件翻转及找正次数，可采用以下加工工序：第一，进行行孔粗加工，结合工件结构特点，在条件允许的原有行孔上端设置规格为φ70+0.1的工艺孔，进行工艺基准快找正，要求误差不超过0.01mm，将孔中心与主轴轴线对应。移动工作台依次完成各行孔的粗加工操作，采用工艺孔反镗的操作手法，使刀具从大孔端进入，进行镗削加工[1]。
第二，将工件调转180°，重新进行找正并控制误差，完成其他行孔的镗加工，过程中适当移动工作台，以保证行孔加工的精度。若行孔距离主轴距离较大，可更换高强度的镗杆，采用低转速、低进给量进行加工，确保成孔质量。采煤机摇臂壳体上部分行孔用以固定大规格的盖板，盖板自带轴承，因此行孔尺寸必须与既定轴承相适应，对镗加工精度的要求非常严格，建议加工过程中预留一定灵活空间，采用数控编程的方式继续加工至指定标准。
2.4其他注意事项
2.4.1引入微调顶丝
微调顶丝在采煤机摇臂壳体行孔镗加工过程的作用主要是找正，实际工作中，可能遭遇的工件结构类型较多，加工人员在进行基准面找正时面临较高的难度，且在找正过程中，工件本身易发生松动或位移，进一步影响行孔镗加工质量。此时可引入微调顶丝，在不改变工件位置的基础上开展找正作业，可有效缩短找正时间。
除微调顶丝外，找正操作还可配合摇臂找正基准胎具进行，以此提高壳体行孔同轴度及平行度。
2.4.2细化加工流程
为进一步提高行孔镗加工质量，可结合实际需求，在常规加工流程中，添加粗镗、半精镗等步骤。例如，在行孔正式加工前可进行粗镗，通过粗镗首先清除因行孔焊接作业而产生的凹凸不平的焊点，避免对之后镗加工质量造成影响；进行半精镗作业，为之后的操作工序提供适当的加工余量，并确保镗加工完毕后，行孔内壁的粗糙程度及尺寸精度充分达标；在精镗环节，可优先选择合金刀刀具，并采用高转速、低进给量和切削量进行镗加工。
2.4.3更新加工工具
修补摇臂两用式镗刀杆的长度与摇臂结构尺寸更加匹配，在镗加工过程中的操作方便、灵活，可有效降低找正频率。该类型的镗加工刀具杆头位置的装夹刀孔可同时满足镗刀及镗孔的装夹要求，除提升行孔镗加工精度外，还能帮助降低镗加工过程的工具需求。
3采煤机摇臂壳体行孔补焊的技术要点总结
采煤机摇臂运行过程中，因运行磨损及外力干扰，其轴孔位置易发生变形、尺寸超差等现象，最终影响采煤机运行稳定性。在进行行孔补焊作业之前，需对摇臂壳体的材料、结构、力学特性等做综合分析，结合分析结果设计补焊方案。重点关注以下三项工作：（1）焊接准备工作。行孔补焊之前，需对采煤机摇臂壳体进行彻底性清理，清除表面覆盖的油污、灰尘等，并使用角磨机进行抛光。重点清理行孔处囤积的油污、毛刺等，清理标准为恢复原本的金属光泽。为避免焊接过程出现冷裂纹，需进行焊接预热。考虑到摇臂壳体体积大、结构复杂，若采用全部预热的方式易导致壳体变形，因此建议使用乙炔焰开展局部预热操作，使用150～200℃的温度，对焊点的50mm范围内进行加热。其中，摇臂壳体的一轴和二轴孔应在一侧焊接完毕后，翻转工件补焊另一侧，注意预留8～10mm的镗孔余量。（2）焊接参数设计。采煤机摇臂壳体行孔补焊多采用J422型号的焊条，将电焊机电流控制在100～130A左右，确保焊接操作平稳，完成后检查焊缝质量，避免出现裂缝和焊瘤[2]。（3）焊接应力清除。焊接作业完成后，清理行孔表面药皮，检查焊缝是否达标，对不合格位置进行重焊。焊接作业全部检查通过后，覆盖石棉布保温3h左右，避免壳体温度变化速度过高。
经补焊修复和镗加工后的行孔应百分之百通过尺寸精度及粗糙程度检验，保证内孔光滑，无毛刺、焊渣等缺陷。
结论：摇臂壳体行孔在确保采煤机运行稳定性方面发挥出重要作用，在开展行孔补焊修复作业时，应严格依照行孔补焊、镗加工的技术要求及规范流程进行，确保处理后的行孔达到相关质量指标的要求，以促使采煤机稳定、高效运行。
参考文献：
[1]何亚军,栗文岳,高扬.采煤机摇臂耳朵面的加工分析[J].湖北农机化,2019(19):157.
[2]冯宏伟,李梓,史仁贵,等.采煤机摇臂壳体不合格品返修方案的研究[J].通用机械,2019(05):48-49+52.