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船舶机械零件的深孔工艺及其改进方法

摘要:很多机械零件具有深孔,如车床主轴、液压传动轴的油缸等。加工深孔时,刀具细长,钻头容易将孔钻偏,使孔中心歪斜;切屑不易排出,散热能力较差,刀具易磨损;当工件精度和光洁度要求较高时,受刀具刚度的限制,需要采取适当措施,以保证工件质量和生产效率。

关键词:机械零件;深孔;刀具

引言

机器零件中的套类零件和盘轮类零件都带有孔。这些孔起着支撑、定位等作用。如车床光杠、丝杠支架是起着支撑光杠、丝杠的作用。主动轴上的皮带轮配合在轴上,轮上的孔起着定位作用。由于孔和轴之间有相对运动,定位要准确,因此孔无论从精度还是光洁度方面来说,要求都比较高,而且孔都必须经过车削或在镗床上加工。

车削内孔是刀具在工件内部进行,切屑的排除、散热、观察都比较困难,孔的大小又限制了刀杆的粗细,测量内孔的尺寸又不如测量外圆方便,因此要求操作人员重视孔的加工和各种特点。

1.对深孔加工的工艺要求

1.1合理划分粗加工、半精加工、精加工和光加工的工序

对于精度、光洁度要求较高的深孔,应采用钻孔、扩孔、浮镗半精加工、精铰(浮镗精加工)、光加工(滚压加工、磨、电解精加工)等工序。

1.2对深孔加工刀具的要求

设计深孔加工的钻头、镗刀、铰刀、滚压等切削工具,在结构上必须具备3个条件:一是具有足够的刚度和强度,刀具切削刃要保持锋利;二是能将深孔中的切削尖利物排出;三是能把冷却润滑液注入切削区。

1.3加工时必须具有刀杆的引导和辅助支撑装置

为了保证深孔的加工质量,克服刀杆细长造成的困难(如悬臂过大,容易产生振动;刚度不够,造成深孔加工后偏斜或者出现锥度等),必须采用合理的辅助支撑装置和刀杆的引导装置。

1.4良好的冷却液输入装置

深孔加工的特点:不但要解决排屑问题,而且要解决冷却润滑液输入到切削区域的问题,防止零件发热面变形及刀具过早磨损,以保证深孔加工的质量。为了将冷却润滑液输入到深孔处,油泵必须保证油压在1.5MPa以上,流量50L/m以上,刀具具有良好的输油和回油通道。

2.典型套类零件加工工艺改革

套类零件都是带孔的。孔可分为通孔、不通孔、阶台孔及圆锥孔等。套类零件也同轴类零件一样,有的在孔内要切出沟槽、圆根、倒角等形状。

 

2.1工序的划分

零件的精度最高处为孔D80及D85,光洁度Ra0.8级,由于零件材料为铸造锡锌铅青铜,可以用车削作为最终精加工工序。因此工序的划分是:铸造车削 钻孔攻丝 去毛刺形面修整,4道工序。如果批量很大,又可将车削分为二道工序进行,第一道工序加工180mm 180mm方座一端及阶台孔;第二道工序则用花盘心轴安装加工D100外圆一端及阶台孔。

2.2车削方案的分析

如果先装夹方座,加工D100外圆一端及各阶台孔,则在调头时,如果用卡盘装卡,会损坏D100表面,并由于零件这一端属于薄壁,装卡易致变形。如果以D85或者D80内孔作为定位基准,用新轴装卡,工作又无法夹紧。如果用花盘心轴定位兼夹紧,由于加工方座带有冲击性切削,夹紧力可能不足。
  如果采取先装夹D100外圆毛坯,加工180mm 180mm方座一端各部,同时用反偏刀把方座厚度13+0.12加工出来,并将孔D50+0.05也加工好;调头后以D50孔和方座平面作为定位基准,用花盘心轴安装,并用压板压紧方座,加工另一端各部尺寸。

从以上两个车削方案来看,以第二种为好。因为在第二次装卡中,工件夹紧较牢固,可以采取大切削用量加工,提高效率。其次,调头安装时,精基面比较大,尺寸精度较高,可保证定位准确,便于夹紧,又不会造成定位后产生位移误差,保证了调头、装、卡、加工的相互位置公差。第三,在两次装卡中均不会损坏已加工表面,保证了零件各加工表面形状精度。第四,夹具制造简单,成本低。

3.结论

改进的工艺减少了辅助时间,提高了生产效率。在提高零件质量的基础上,应注意提高效率。如:加工中采用自动走刀、快速自动退刀等操作。

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