深入解读:小直径精密加工深孔零件加工技巧
06-19-2022

  本操作法具体涉及一种小直径精密深孔零件加工方法,设计专用深孔加工刀具,以满足深孔加工的尺寸公差和表面质量。该加工方法应用于尺寸和形状精度要求较高的、深孔类零件的批量加工。

  (本篇选自《机械加工特色操作及实用案例》第一章(七)小直径精密加工深孔零件的加工操作法)

  操作法内容:如图1-41所示,笔者单位在加工某活塞套筒零件时,遇到高精度深孔加工难题。该零件内孔尺寸为φ18.6

  mm,表面粗糙度值Ra=0.8μm,零件长度750mm,为典型深孔加工类零件。

  图1-41 套筒零件

  经研究,采用卧式车床,设计、制作硬质合金铰刀、防切削液飞溅防护罩、拉铰装置、硬质合金冷挤压挤光刀、切削液回收等装置,完成该深孔零件的加工。

  技术原理:

  (1)深孔加工采用高速拉铰的加工方式,刀杆受拉力,不易产生弯曲变形,切削过程平稳。

  (2)铰刀杆采用45钢管制作,高压切削液直接浇注到切削刃,使切屑从主轴孔中随切削液排出,进入到切削液回收箱内,并注入机床油盘中,冷却排屑效果好。

  (3)受结构和容屑空间要求的限制,硬质合金铰刀由刀体、硬质合金刀片和导向套组成。硬质合金铰刀采用三刃结构形式,刀片采用YT15,刀体材料45钢,刀片和刀体采用铜焊,焊后要进行去应力退火处理,由外磨、工具磨,采用金刚石砂轮磨削制造。导向套采用夹布胶木,并与导杆采用过渡配合,起到减振和导向作用。铰刀焊接硬质合金的工作部分由校准部分和切削部分组成。

  切削部分:主偏角为12°~15°,前角取0°,后角6°~8°,为了改善刃口强度,切削部分的后面留有0.05~0.1mm的刃带,刀体上的后角30°~40°。

  校准部分:①切削刃前角采用0°,后角8°~10°。为保证铰刀直径尺寸精度,校准部分后面留有0.15~0.3mm的刃带。②刀体上的第二重后角取45°,保证刀具强度的同时尽量增大容屑空间,同时,保证铰刀直径尺寸精度及各齿较小的径向圆跳动误差。校准部分一般磨削成倒锥形,其倒锥量为(0.003~0.005mm)/100mm,减轻校准部分与孔壁的摩擦,减小切削力。校准部分的切削刃有3°的负值刃倾角,控制切屑流出方向,在高压切削液的浇注下解决深孔加工排削难题。高速拉铰加工φ18.6mm时,转速600~700/min,进给量0.2~0.3mm/r,背吃刀量ap=0.1~0.2mm,根据加工情况切削用量可适当调整。

  调整机床,在主轴静止状态,匀速反向走刀,利用硬质合金冷挤压挤光刀,对工件内孔进行挤光处理,表面粗糙度值达到Ra=0.8μm。

  创新点一:车床高速拉铰孔刀具装置,如图1-42、 图1-43所示。

  图1-42 刀具装置1

  图1-43 刀具装置2

  创新点二:高速拉铰刀具及硬质合金冷挤压挤光刀,如图1-44、图1-45所示。

  图1-44 高速拉铰刀具

  图1-45 硬质合金冷挤压挤光刀

  创新点三:车床夹具切削液防溅装置,如图1-46所示。

  图1-46 夹具装置

 

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