本操作法具體涉及一種小直徑精密深孔零件加工方法,設計專用深孔加工刀具,以滿足深孔加工的尺寸公差和表面質量。該加工方法應用于尺寸和形狀精度要求較高的、深孔類零件的批量加工。
?。ū酒x自《機械加工特色操作及實用案例》第一章(七)小直徑精密加工深孔零件的加工操作法)
操作法內容:如圖1-41所示,筆者單位在加工某活塞套筒零件時,遇到高精度深孔加工難題。該零件內孔尺寸為φ18.6
mm,表面粗糙度值Ra=0.8μm,零件長度750mm,為典型深孔加工類零件。
圖1-41 套筒零件
經研究,采用臥式車床,設計、制作硬質合金鉸刀、防切削液飛濺防護罩、拉鉸裝置、硬質合金冷擠壓擠光刀、切削液回收等裝置,完成該深孔零件的加工。
技術原理:
(1)深孔加工采用高速拉鉸的加工方式,刀桿受拉力,不易產生彎曲變形,切削過程平穩(wěn)。
(2)鉸刀桿采用45鋼管制作,高壓切削液直接澆注到切削刃,使切屑從主軸孔中隨切削液排出,進入到切削液回收箱內,并注入機床油盤中,冷卻排屑效果好。
?。?)受結構和容屑空間要求的限制,硬質合金鉸刀由刀體、硬質合金刀片和導向套組成。硬質合金鉸刀采用三刃結構形式,刀片采用YT15,刀體材料45鋼,刀片和刀體采用銅焊,焊后要進行去應力退火處理,由外磨、工具磨,采用金剛石砂輪磨削制造。導向套采用夾布膠木,并與導桿采用過渡配合,起到減振和導向作用。鉸刀焊接硬質合金的工作部分由校準部分和切削部分組成。
切削部分:主偏角為12°~15°,前角取0°,后角6°~8°,為了改善刃口強度,切削部分的后面留有0.05~0.1mm的刃帶,刀體上的后角30°~40°。
校準部分:①切削刃前角采用0°,后角8°~10°。為保證鉸刀直徑尺寸精度,校準部分后面留有0.15~0.3mm的刃帶。②刀體上的第二重后角取45°,保證刀具強度的同時盡量增大容屑空間,同時,保證鉸刀直徑尺寸精度及各齒較小的徑向圓跳動誤差。校準部分一般磨削成倒錐形,其倒錐量為(0.003~0.005mm)/100mm,減輕校準部分與孔壁的摩擦,減小切削力。校準部分的切削刃有3°的負值刃傾角,控制切屑流出方向,在高壓切削液的澆注下解決深孔加工排削難題。高速拉鉸加工φ18.6mm時,轉速600~700/min,進給量0.2~0.3mm/r,背吃刀量ap=0.1~0.2mm,根據加工情況切削用量可適當調整。
調整機床,在主軸靜止狀態(tài),勻速反向走刀,利用硬質合金冷擠壓擠光刀,對工件內孔進行擠光處理,表面粗糙度值達到Ra=0.8μm。
創(chuàng)新點一:車床高速拉鉸孔刀具裝置,如圖1-42、 圖1-43所示。
圖1-42 刀具裝置1
圖1-43 刀具裝置2
創(chuàng)新點二:高速拉鉸刀具及硬質合金冷擠壓擠光刀,如圖1-44、圖1-45所示。
圖1-44 高速拉鉸刀具
圖1-45 硬質合金冷擠壓擠光刀
創(chuàng)新點三:車床夾具切削液防濺裝置,如圖1-46所示。
圖1-46 夾具裝置