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1、纺织机械2010年第1期!制造技术!45长套筒深孔的精密加工王建华(郑州纺织机械股份有限公司450053)摘要文章介绍了高精度薄壁套筒的加工工艺,重点介绍了扩孔加工、深孔加工、磨削加工以及精密测量过程中所用工艺装备的思路与结构特点、应用及改进情况。关键词薄壁深孔加工高精度刀具减振精密测量同轴度要求小于0.015mm。零件外径95mm,长1前言1500mm以上,内部为台阶孔结构,中间有小孔阻深孔加工是机械加工领域的
2、难题之一,而薄壁隔,需两头分开加工。孔最深处长达950mm以上,高精度深孔零件的加工更为困难。我公司研制开发筒壁最薄处仅为3.5mm。加工时刀具处于悬臂状的纺机产品中,有一薄壁套筒零件,加工精度要求态,套筒加工最终刀杆悬伸长度可达刀杆直径的14高。如图1所示。倍以上。除要解决深孔加工刀具的冷却、排屑等技术难题外,还要解决刀具的振动、让刀问题,否则无法保证加工精度。该零件在产品开发初期,由外单位协作加工,但质量得不到保证,公司决定自行研制。在长达一年的技术攻关中,遇到很多困难,采取了很多措施。下面
3、针对套筒深孔加工的刀、量具结图1套筒简图构特别是刀具的减振问题进行分析探讨。该套筒为高速旋转零件,最高转速接近200002加工工艺分析rmin,因此动平衡精度要求很高。外圆与各内孔的实际材料的特性、加工状况,重新设置Y系数,以便3结束语展开长度的理论计算与实际值相近。设置方法为在SMTSETUP菜单中选择BendAllow命令,然后在通过对两种钣金件展开方法的分析,在生产中BendAllow菜单中,选择Y-factor命令,在输入我们可根据实际情况选择展开方法。公式计算法展值菜单中,选
4、择输入命令,然后键入新的Y系数开适用于精度要求低、折弯边数少、外形简单的钣金并按回车。件。PROE展开方法具有参数化、智能化、展开迅3.3应用实例速准确、效率高、精度高、展开尺寸便于验证、能实现图5为PROE制作的钣金件,可用PROE钣无纸加工以及展开图能以多种图形文件格式直接输金展开功能将其展开。出等特点,为现代折弯钣金件展开提供了一种实用的工具。参考文献[1]张鼎承等主编.冲模设计手册[M].北京:机械工业出版社,1999.[2]詹友刚主编.ProENGINEER2001教程
5、(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2004.图5PRO/E钣金件展开示意图46!制造技术!纺织机械2010年第1期该零件为整体结构,由圆钢直接加工而成。加使用刃口锋利的可转位硬质合金刀片,采用小工前毛坯重达120kg,加工后仅重20kg,大量的金的刀尖圆弧。小的刀尖圆弧可以降低切削力特别是属材料被切削掉,加工变形严重,因此编制加工工艺径向切削力,而径向切削力是使细长刀杆类刀具或时要合理、科学的确定加工顺序及加工余量。
6、内外工件切削发生振动的罪魁祸首。在相同的切削深度圆粗精加工交替进行,即粗车外圆、粗加工内孔、粗时,刀尖圆弧半径愈大,发生振动的倾向愈大。磨外圆、半精加工内孔、精磨外圆、精车内孔、精磨内选用断屑性能好的断屑槽,利于断屑、排屑。采孔等。中间要进行多次热处理,消除加工应力。用正前角和大后角,减小切削楔入角。采用91#主在套筒深孔加工过程中,我们先后进行了钻、偏角,因为接近90#主偏角的车孔刀具切削时产生扩、车、铰、磨等多道工序,设计了一系列刀具及其他的径向切削力最小,同时刀片刃口产生的轴向力最工装。下
7、面主要介绍扩孔和粗精车孔等工序的加工大,所以切削振动最小。如图2所示。过程。3扩孔加工套筒内孔为台阶孔,在预钻孔后,我们按照刀具切削深度2~4mm进行多直径扩孔刀的设计制作。并在刀杆的直径、长度以及刀杆与刀头的连接尺寸上进行细致的分析,提高刀杆、刀头的通用性。扩孔刀采用后导向结构,有利于减小刀具的振图2主偏角对切削振动的影响动和孔中心的偏斜。除小直径扩孔刀为整体结构要合理选用切削用量。通过试验,调整半精车、外,其余采用套式分体式结构,在一定范围内,刀杆精车的切削速度、切削深度及走刀量,使之达
8、到最佳与刀头可互换,即一把刀杆可更换不同直径的刀头。值。刀头用1∀30锥孔和刀杆端部锥柄配合,在刀杆上分4.2增强刀具系统的静态刚性布有凹槽,便于加注冷却液。刀具系统的静态刚性与刀具的材料、结构有关。4深孔车削在设计该套筒刀具时,按台阶孔的大小选择三种不同直径的刀杆,并尽量加大刀杆的直径,减少刀杆悬套筒加工过程中,套筒内孔在预钻孔后,孔的中伸长度。我们希望刀具具有高的弯曲和扭转刚度,心发生了偏移,孔愈深偏移量愈大。经过扩孔刀层高的阻尼系数,因此要设法改善刀杆等的惯性矩、弹层加工,虽然去除了大
