深孔內(nèi)球面車(chē)削加工

　　工件如圖1所示，材料為1Cr18Ni9Ti，焊接結(jié)構(gòu)件。工件材料強(qiáng)度雖然不高，但塑性和韌性大，切削加工性差，加工硬化趨勢(shì)強(qiáng)烈，切削負(fù)荷大，導(dǎo)熱性差，加工時(shí)熱量易集中在切削刃上，產(chǎn)生積屑瘤，使刀具磨損加劇。加工的主要難點(diǎn)是工件精度要求高，薄壁，剛性差，容易引起裝夾變形。工件孔深且為盲孔，孔底部為球面，刀桿細(xì)長(zhǎng)，車(chē)削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)。加工質(zhì)量不易保證。
　　
　　工藝分析
　　
　　工件原來(lái)是在數(shù)控車(chē)床上加工，精加工時(shí)要求一次完成內(nèi)孔及內(nèi)球面的車(chē)削，在加工過(guò)程中不允許換刀。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，刀桿直徑只能做到f60mm。由于刀桿細(xì)長(zhǎng)，剛性不足，強(qiáng)度低，在加工中刀桿產(chǎn)生振動(dòng)較大，產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象，并使孔壁的粗糙度值增大，不但生產(chǎn)效率低，而且加工質(zhì)量難以保證。
　　
　　如果將刀桿直徑增大，則在加工內(nèi)孔時(shí)，刀桿與孔壁間隙太小，引起排屑不暢，造成堵塞，冷卻潤(rùn)滑液進(jìn)入困難，刀具磨損加劇，從而影響加工精度。為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，使工件加工質(zhì)量保持穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率，解決數(shù)控車(chē)床加工深孔的不足，設(shè)計(jì)了一種車(chē)削深孔內(nèi)球面的專(zhuān)用刀具，可在普通車(chē)床上進(jìn)行深孔內(nèi)球面的加工。
　　
　　圖1工件
　　
　　刀具設(shè)計(jì)
　　
　　設(shè)計(jì)專(zhuān)用刀具應(yīng)在能使切屑順利排出的前提下，盡量提高刀桿的強(qiáng)度和剛度，避免加工過(guò)程中刀桿的振動(dòng)，確保加工精度，并實(shí)現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到車(chē)削內(nèi)球面的功能。
　　
　　按照工件的深度和內(nèi)孔直徑，根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的原理，設(shè)計(jì)的車(chē)削深孔內(nèi)球面專(zhuān)用刀具如圖2所示。刀桿直徑110mm，長(zhǎng)度約2000mm。
　　
　　1.車(chē)刀2.旋轉(zhuǎn)體3.連桿4.刀座5.刀桿6.拉桿軸
　　7.封板8.定位軸、軸套、螺母、墊圈9.銷(xiāo)軸
　　圖2
　　
　　車(chē)削深孔內(nèi)球面的專(zhuān)用刀具主要由刀桿、刀座、封板、拉桿軸、連桿、旋轉(zhuǎn)體等組成。刀桿、刀座、封板焊接成剛性體，拉桿軸可以在刀座與封板的內(nèi)孔中自由滑動(dòng)。拉桿軸與連桿，連桿與旋轉(zhuǎn)體通過(guò)銷(xiāo)軸連接，旋轉(zhuǎn)體與刀座通過(guò)定位軸、軸套進(jìn)行連接。各連接件之間均采用滑動(dòng)配合。
　　為避免在車(chē)削內(nèi)球面過(guò)程中，連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，在組裝專(zhuān)用刀具時(shí)應(yīng)將旋轉(zhuǎn)體向前偏斜一個(gè)角度。
　　
　　加工方法
　　
　　工件焊接后進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理。經(jīng)粗車(chē)內(nèi)孔、外圓后，在工件兩端法蘭上建立找正基準(zhǔn)。為解決工件剛性差的問(wèn)題，避免裝夾變形，工件通過(guò)定位工裝和中心架進(jìn)行固定。
　　
　　用卡盤(pán)將定位工裝卡住，按工件法蘭外圓配車(chē)定位止口后，利用止口定位將工件用螺栓固定在定位工裝內(nèi)，并用兩個(gè)中心架支承工件。
　　
　　將專(zhuān)用刀具裝在刀桿安裝座內(nèi)，利用刀桿安裝座的開(kāi)口槽將專(zhuān)用刀具固定。并將刀桿安裝座固定在車(chē)床的刀架上。連接座固定在尾座軸的端面上，拉桿軸通過(guò)定位銷(xiāo)與連接座鉸接。
　　
　　車(chē)削內(nèi)球面時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)床尾座的操作手柄，利用尾座套筒的軸向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)固定在尾座套筒上的連接座使拉桿軸沿軸向移動(dòng)，拉桿軸推動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體上的車(chē)刀繞定位軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成車(chē)削深孔內(nèi)球面。加工示意見(jiàn)圖3。
　　
　　1.機(jī)床主軸箱2.三爪卡盤(pán)3.定位工裝4.固定螺栓5.工件6.專(zhuān)用刀具
　　7.中心架8.刀桿安裝座9.機(jī)床刀架10.鏈接座11.尾座套筒12.機(jī)床尾座
　　圖3加工示意圖
　　
　　車(chē)削時(shí)，在工件孔口進(jìn)行對(duì)刀，可以控制內(nèi)孔及內(nèi)球面的尺寸。深度尺寸是通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)深并用車(chē)床大拖板的刻度值來(lái)進(jìn)行控制。
　　
　　冷卻潤(rùn)滑液采用硫化切削液。冷卻液的輸送管通過(guò)刀桿并固定在刀座上，使冷卻潤(rùn)滑液直接從刀座噴向車(chē)刀，并將切屑從工件內(nèi)孔沖出。
　　
　　為避免切屑成帶狀纏繞在車(chē)刀上，拉傷孔壁，根據(jù)精車(chē)時(shí)的切削用量在車(chē)刀上磨出合適的斷屑槽，控制斷屑效果。
　　
　　精車(chē)時(shí)刀片材料選用YW1，主軸速度20r/min，進(jìn)給量0.15mm/r，吃刀深度0.25mm。要保持車(chē)刀鋒利，增強(qiáng)刀頭的強(qiáng)度，改善散熱條件，減小摩擦和由此而引起的加工硬化趨勢(shì)，車(chē)刀還應(yīng)具有合理的切削角度。
　　
　　加工時(shí)隨時(shí)觀察切屑的形狀和顏色，注意排屑的情況，以及加工時(shí)刀具在深孔中發(fā)出的聲響，用手觸摸刀桿觀察其振動(dòng)情況。如出現(xiàn)反常現(xiàn)象，應(yīng)立即進(jìn)行檢查，并采取措施予以解決。
　　
　　結(jié)論
　　
　　在普通車(chē)床上通過(guò)專(zhuān)用刀具，實(shí)現(xiàn)了深孔內(nèi)球面的車(chē)削。不僅生產(chǎn)效率高，加工成本降低，而且加工質(zhì)量可以得到保證。
　　
　　加工深孔內(nèi)球面的專(zhuān)用刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，加工尺寸可以調(diào)節(jié)，適用范圍較大�？蔀榻鉀Q類(lèi)似問(wèn)題提供參考。
　　

【深孔內(nèi)球面車(chē)削加工】相關(guān)文章：

球面鏡08-17

廣深雜記08-16

深閉的園子08-14

《郵票齒孔的故事》08-15

游三孔作文08-24

深林美景作文08-21

備好前與后 溝通內(nèi)與外內(nèi)08-17

14《郵票齒孔的故事》08-15

三孔導(dǎo)游詞08-24

靜水流深作文05-15