用于加工深孔的新型導(dǎo)向套的自行開(kāi)發(fā)與選用
在機(jī)械制造中诊杆,深孔加工由于在半封閉或接近封閉工況條件下進(jìn)行蝗锥,因而被公認(rèn)為是一個(gè)加工難題,其難點(diǎn)主要存在以下三個(gè)方面:一是深孔加工用刀具及刀桿的徑向尺寸受孔徑的限制轨蛤,而深度必須滿(mǎn)足孔深的技術(shù)要求蜜宪。因此,一般來(lái)說(shuō)深孔加工刀具的剛性差祥山、強(qiáng)度低圃验,切削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng),導(dǎo)向易引偏缝呕,從而造成孔內(nèi)壁加工質(zhì)量低下澳窑,孔的軸線(xiàn)偏斜。二是深孔加工特別是在實(shí)體鉆削過(guò)程中诚咪,切屑多圾篱,排屑不易,切屑堵塞易造成刀具的崩刃准贯,且切削液不易將刀刃充分冷卻说拾,從而致使刀具壽命降低,孔內(nèi)壁經(jīng)常出現(xiàn)螺旋溝槽等弊病掘防。三是深孔加工過(guò)程中操作者無(wú)法直接觀察到刀具的切屑情況蝗广,因此難以對(duì)切削過(guò)程中的加工質(zhì)量及刀具磨損情況作出相應(yīng)的判斷和采取必要的措施。
在電站設(shè)備和石化等重型機(jī)械加工中窿茧,常有一些重要的部件音族,如火電機(jī)組中的高壓加熱器管板、核電機(jī)組的蒸汽發(fā)生器管板算郭、核電和超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)組的冷凝器管板等宇团。在這些部件上一個(gè)零部件常有數(shù)千個(gè)直徑小的高精度深孔需要加工(孔深比可至1:40~1:50),若加工不當(dāng)循谨,有時(shí)一個(gè)孔出現(xiàn)加工質(zhì)量問(wèn)題就會(huì)造成整個(gè)零件的報(bào)廢纺倍,這樣,不但將造成數(shù)百萬(wàn)至數(shù)千萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失倔撞,而且還將影響整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期讲仰,影響到生產(chǎn)任務(wù)的完成。為實(shí)現(xiàn)高效痪蝇、高質(zhì)和低成本的深孔加工鄙陡,目前主要采取的措施有:
(1)購(gòu)置和采用高精度的多軸數(shù)控機(jī)床躏啰。
〕梅(2)選用硬質(zhì)合金深孔鉆(扁鉆或內(nèi)排屑深孔鉆耙册,具體應(yīng)根據(jù)加工條件來(lái)選擇,但一般選用BTA 深孔鉆居多)毫捣。
∠曜尽(3)為確保深孔加工質(zhì)量,選用密封性好且具有高精度的導(dǎo)向套培漏。
1. 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)的選用
為取得高效切削的效果溪厘,常規(guī)深孔加工工藝是選用外排屑扁鉆或內(nèi)排屑深孔鉆進(jìn)行鉆孔加工,刀片材料選用硬質(zhì)合金牌柄,深孔加工工作時(shí)的切削液壓力可至4.5MPa畸悬,切削液流量約為50~70L/min,為防止切削液在切削時(shí)導(dǎo)向套端面與工件接觸面間的縫隙泄漏粥蜘,通常防漏措施是采用密封環(huán)進(jìn)行密封的蒂拯。但密封環(huán)使用壽命短,且頻繁更換密封環(huán)將大大降低鉆孔加工效率渔缅。為解決這一加工難題任肯,新型導(dǎo)向套的研發(fā)成功就較好地解決了深孔加工采用密封環(huán)密封存在的不足和缺點(diǎn)。因?yàn)樾滦陀操|(zhì)合金(合金鋼)導(dǎo)向套最主要的是結(jié)構(gòu)改變演湘,即導(dǎo)向套(和工件接觸的端面上)設(shè)計(jì)绿窿、制造有一環(huán)形的V形突出面,這種型式結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向套窃裙,除起到刀具的導(dǎo)向作用外纹轩;同時(shí),它還能起到鉆孔定心和防止切削液泄漏的作用宦噩。其典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖缅科。
導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
該類(lèi)型導(dǎo)向套由定位套和鉆套兩部分組成,同時(shí)衰拄,也可以制造成單件整體導(dǎo)向套耗跛,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
(1)定位套采用淬火的中碳鉻鋼攒发,鉆套則一般根據(jù)需加工深孔的數(shù)量來(lái)確定调塌,通常加工數(shù)量多時(shí)常采用硬質(zhì)合金,數(shù)量少則可采用合金鋼(合金工具鋼)惠猿,鉆套外圓和定位套內(nèi)孔兩者之間的配合應(yīng)選過(guò)盈配合(必須確保在鉆削過(guò)程中鉆套與定位環(huán)不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移)烟阐。
(2)鉆套(導(dǎo)向套)端面(和工件被加工孔端面接觸處)有一個(gè)是90°環(huán)形的凸臺(tái)紊扬,此凸臺(tái)作用起到鉆套端面與工件端面無(wú)間隙的密封作用(實(shí)際上是替代來(lái)用的密封環(huán))。90°的凸臺(tái)不能是尖刃唉擂〔褪海考慮到硬質(zhì)合金鉆套的強(qiáng)度差檀葛,鋒利的刃口能使定心準(zhǔn)確的矛盾,90°刃口處一般需要有一個(gè)約0.1mm 寬度的環(huán)形小平面腹缩。
∮炝(3)為確保孔的設(shè)計(jì)和制造精度藏鹊,鉆套端面润讥、導(dǎo)向套端面和鉆套內(nèi)孔,定位套基準(zhǔn)平面的垂直度仅莲,各鉆套和定位套內(nèi)外圓同軸度跛脾,且鉆套內(nèi)孔和定位套外圓基準(zhǔn)平面的表面粗糙度,都有嚴(yán)格的技術(shù)要求辉茴,其具體數(shù)值可見(jiàn)圖內(nèi)導(dǎo)向套形位公差和表面粗糙度值要求的標(biāo)準(zhǔn)癣跟。
由于新型結(jié)構(gòu)導(dǎo)向套的突出優(yōu)點(diǎn),因此女骗,在國(guó)外深孔鉆削加工中已被廣泛采用景顷,而在國(guó)內(nèi)該結(jié)構(gòu)也已在上海電站輔機(jī)廠、哈電集團(tuán)(秦皇島)重型裝備有限公司镣逃,哈爾濱汽輪機(jī)廠等單位强男,用于核電、核島等深孔零件的加工撼遵。
2. 導(dǎo)向套國(guó)產(chǎn)化的開(kāi)發(fā)
導(dǎo)向套是整個(gè)深孔加工系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分眨仪,新型導(dǎo)向套目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的單位,大部分都由國(guó)外工具公司提供峰裁。但價(jià)格昂貴夏哭,特別對(duì)一些非標(biāo)導(dǎo)向套,由于訂貨數(shù)量少献联,外商也不愿意提供竖配,同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)在目前的生產(chǎn)形勢(shì)下里逆,都把降本增效作為發(fā)展生產(chǎn)的一條重要措施进胯。因此,新型導(dǎo)向套國(guó)產(chǎn)化就提到了議事日程原押,但要攻下這一難題很不容易胁镐。新型導(dǎo)向套設(shè)計(jì)、制造精度高诸衔,制造盯漂、使用風(fēng)險(xiǎn)大,目前國(guó)內(nèi)牡丹江工具有限公司為滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)用戶(hù)需要笨农,已和哈電集團(tuán)(秦皇島)重型裝備有限公司合作就缆,進(jìn)行新型導(dǎo)向套國(guó)產(chǎn)化的開(kāi)發(fā)帖渠,開(kāi)發(fā)主要內(nèi)容如下:
(1)結(jié)構(gòu)的選型:開(kāi)發(fā)的導(dǎo)向套有兩種型式资担,一種是硬質(zhì)合金鉆套和合金鋼定位套裝形式的結(jié)構(gòu)旬效,另一種則是整體合金鋼導(dǎo)向套(兩種形式都有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度和加長(zhǎng)的規(guī)格)。自行開(kāi)發(fā)的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)即是附圖推薦的典型新型硬質(zhì)合金導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)踱孕。
⊙缎佟(2)導(dǎo)向套材料和熱處理:導(dǎo)向套材料主要要求是有高的耐磨性和使用中不因材料和熱處理等原因而產(chǎn)生變形,從而影響加工精度和形位公差的保證将窗。自行研制的導(dǎo)向套(定位套)采用合金鋼材料策坏。并經(jīng)過(guò)多次時(shí)效處理去除內(nèi)應(yīng)力以防止日后的變形。套裝導(dǎo)向套的鉆套則采用具有高硬度和耐磨性的ISO 中K類(lèi)硬質(zhì)合金班痹,整體合金鋼導(dǎo)向套工作狀態(tài)的硬度達(dá)62HRC镶悟。
(3)導(dǎo)向套制造質(zhì)量的保證:導(dǎo)向套制造的加工難點(diǎn)主要有以下三方面:一是鉆套內(nèi)孔和各基準(zhǔn)平面垂直度的保證蔚抖;二是導(dǎo)向套內(nèi)孔和外圓同軸度的保證辙哪;三是內(nèi)外圓和定位端面表面粗糙度值都要求達(dá)到0.4μm的數(shù)值。
加工中采取的主要措施是在精加工中采用工裝一次裝夾留量后反復(fù)加工孔尸,最后聘用有豐富經(jīng)驗(yàn)的技工進(jìn)行人工研磨沽澜,達(dá)到圖樣各項(xiàng)技術(shù)要求。值得注意的是在制造中精密的檢測(cè)工具也必不可少竟闪。
3. 結(jié)語(yǔ)
導(dǎo)向套的研制經(jīng)過(guò)使用方和制造方半年多的通力合作配合离福,克服了諸多困難,經(jīng)試驗(yàn)后的不斷改進(jìn)炼蛤、完善妖爷,導(dǎo)向套的合格率已從原來(lái)的30%提高到現(xiàn)在的70%。牡丹江硬質(zhì)合金工具公司至今已向哈電集團(tuán)(秦皇島)重型裝備有限公司提供了各類(lèi)不同規(guī)格形式導(dǎo)向套理朋,且已穩(wěn)定在生產(chǎn)中應(yīng)用絮识,國(guó)產(chǎn)化的導(dǎo)向套其壽命也基本達(dá)到國(guó)外導(dǎo)向套同類(lèi)水平
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