薄壁深孔零件加工難度大,特別是高精度套筒的加工更困難,我公司有一套筒零件如圖1所示寝受。設計要求嚴格,加工精度高,產(chǎn)品開發(fā)初期由外協(xié)加工,存在問題較多,無法滿足產(chǎn)品正常運轉(zhuǎn)需要,公司決定自制。

圖1薄壁套筒

1工藝分析

該套筒為高速旋轉(zhuǎn)零件,最高轉(zhuǎn)速近20000r/min,設計要求動平衡極為嚴格,動平衡等級為G1級罕偎。外圓和各臺階孔同軸度越小越好,最好能控制在0.01之內(nèi)很澄。該件號為整體結(jié)構(gòu),臺階孔為深孔,最深孔近900mm,長徑比接近13mm。深孔切削時,振動颜及、讓刀甩苛、排屑困難、不易散熱等現(xiàn)象使得加工難度較大,并且測量深孔俏站、深孔與外圓的同軸度也很困難讯蒲。

由于是整體結(jié)構(gòu),毛坯料采用圓鋼,加工前坯料重達127kg,加工后僅剩20kg,不到原重量的六分之一。大量的金屬被切削掉,因此變形嚴重肄扎。

2工藝措施

針對以上問題,編制加工工藝時,從以下方面采取工藝措施墨林。

·采用多次熱處理處理,消除加工應力和變形。

·針對冷熱加工交替,編制工藝時科學計算合理安排工序余量,使每道工序既留有余量,又不能余量太大,防止產(chǎn)生新的應力變形犯祠。

·深孔粗半精加工,采用我公司比較成熟的后導向擴孔,孔一層層的擴大,層層導向旭等。導向擴孔克服了深孔加工的振動和孔中心的偏斜。導向擴孔刀如圖2所示总党。

圖2導向擴孔刀

·深孔的導向擴孔只解決了孔的粗半精加工,要保證該件號制造成功,還是要解決各臺階孔的精車精磨明疮。加工深孔的基準是外圓,加工外圓的基準是中心孔。編制工藝時考慮到孔口較大,不易保證孔口的圓度,因此需要多次鑲配悶頭橘匿。粗車后兩端配悶頭,以悶頭中心孔為準粗磨外圓,然后半精加工孔,半精加工孔后配悶頭,然后半精磨外圓,時效后配悶頭精磨外圓,最后精車孔,精磨孔儡矫。

·深孔車削時最大的問題是振動,防振減振為薄壁深孔套筒加工的關鍵。為此編制工藝采取以下幾種措施泛红。

▼專用刀座將深孔刀具的刀柄做成圓柱形,用專用刀座將刀柄固定在車床的中拖板上,可以大大提高刀具的剛性(見圖3)一恃。

圖3刀座

▼采用減振刀桿精車孔時專門定做了防震結(jié)構(gòu)的減振刀桿(見圖4)搏贤。

圖4減震刀桿

▼采用滾動中心架精車孔時為防止工件外圓與中心架的磨擦發(fā)熱,應采用精密滾動軸承中心架麻镶。精車孔時冷卻液要充分,防止工件發(fā)熱引起新的變形。

▼合理選用刀具幾何參數(shù)選用主偏角為90°的小圓弧半徑的可轉(zhuǎn)位刀片,盡量減小背吃刀力匿胎。

▼合理選用切削用量根據(jù)切削用量可轉(zhuǎn)位刀片選用斷屑性能好的槽形,保證深孔切削排屑順利端葵。

▼選用高精度數(shù)控車床要求數(shù)控車床徑向軸向跳動小,導軌直線度好,抗震性好。

·深孔磨削

fd孔是配合孔,不僅精度要求高而且粗糙度低公垒。我們采用加長磨頭的深孔磨床加工,保證了尺寸精度和粗糙度新框。

·深孔測量

▼無公差要求的深孔尺寸,采用加長測量桿內(nèi)徑百分表測量倍工。

▼有公差要求的深孔尺寸,采用加長測量桿的氣動量儀測量。

▼外圓與孔的同軸度測量有三種方法:三座標測量法公般；車床找正外圓測量孔跳動測量法(見圖5)万搔；V形鐵直線導軌測微頭測量法。

圖5車床找正外圓測量法

經(jīng)過努力多次改進工藝,薄壁深孔高精度套筒加工獲得成功官帘。經(jīng)過試車達到設計要求瞬雹。

本文作者:鄭州紡織機械股份有限公司宋改成陶倫根劉彥亭

原載:《工具技術》2006年第3期中國刀協(xié)第二屆先進切削技術高層論壇論文集

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