一種重型異形零件高精度深孔加工裝置及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種重型異形零件高精度深孔加工裝置及其加工方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]深孔加工:指加工孔深度與孔直徑之比大于10以上的深孔加工。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，越來越多的深孔零件被使用，尤其是一些高精度、大深度的深孔零件由于其超大的長徑比，決定了其加工過程困難重重。(I)切削散熱難:常規(guī)加工過程80%的切削熱是由切肩帶走，但在封閉和半封閉的深孔加工中，潤滑、冷卻都很困難，熱量擴散慢，工件、刀具成了主要散熱體，導(dǎo)致刀具刃口溫度可達600°C，極大影響了刀具耐用度。同時已加工孔也發(fā)生熱脹冷縮，嚴(yán)重影響了孔加工精度。(2)工藝系統(tǒng)剛性差:深孔長徑比大，鉆桿必然細長，剛性嚴(yán)重不足，加工時易產(chǎn)生振動、扭曲、折斷等問題。(3)排肩困難:切削空間狹窄，排肩很困難，且易與孔壁摩擦，加工表面出現(xiàn)螺旋溝，易發(fā)生切肩阻塞，刀具易磨損，造成零件報廢。
[0003]我公司根據(jù)市場需求，通過吸收引進國內(nèi)外先進技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)系列熱模鍛專用壓力機，是汽車、航空、電子、家電等領(lǐng)域最為重要的沖壓設(shè)備，主要用于曲軸、齒輪等零件的預(yù)鍛和終鍛。D26-6300熱模鍛壓力機是公司最新研制開發(fā)的產(chǎn)品，本產(chǎn)品在國內(nèi)只有極少數(shù)幾家公司才能生產(chǎn)。其產(chǎn)品的下機架13重達98噸，材料為ZG230-450，有6個Φ100Η7πιπι深1330mm的頂料孔，長徑比達到了 13:1，加工難度大、精度高，在每個企業(yè)的都被列為技術(shù)難題。該零件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-3所示，深孔14加工技術(shù)要求如下:
(1)6-Φ100Η7頂料孔，圓度0.02mm，內(nèi)孔表面粗糙度Ra3.2。(2)與機架上頂面垂直度誤差0.05mm，各孔間位置度0.20mm。(3)孔深度1330mm，且受零件結(jié)構(gòu)影響只能從一面加工。從圖1-3可以看出，該零件屬于典型的高精度深孔加工件，如何按圖紙要求加工好6個Φ 100H7的株孔，就成為保證廣品質(zhì)量的關(guān)鍵。
[0004]傳統(tǒng)的加工方式及缺點如下:
[0005]—、用傳統(tǒng)加長麻花鉆頭鉆、擴孔加工
[0006](I)、不能保證順利排肩，冷卻困難。
[0007](2)、必須頻繁進、退鉆頭排肩，輔助時間長，生產(chǎn)效率低，勞動強度大。
[0008](3)、鉆頭導(dǎo)向能力差，沒有可靠的導(dǎo)向帶，只能依靠鉆頭本身棱帶進行導(dǎo)向，跑偏可能性大。
[0009](4)、受鉆頭本身特性影響，抗扭能力差，如果零件毛坯中有夾砂、氣孔等缺陷，可能卡斷鉆頭，導(dǎo)致工件報廢。
[0010](5)、擴孔刀桿長度大，剛性差，幾乎沒有加工可能性。
[0011]二、深孔扁鉆加工系統(tǒng)
[0012]扁鉆加工系統(tǒng)可以形成有效的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，切肩刃具的冷卻、排肩問題可以解決，扁鉆體上有導(dǎo)向鍵，但導(dǎo)向性能略有欠缺。最主要的是生產(chǎn)效率低，切肩速度為20_30m/min，進給量平均5-7mm/min，一個1330mm深的孔需要機動時間最少4個小時，尚不包括輔助時間。
[0013]三、深孔加工BTA系統(tǒng)
[0014]現(xiàn)行的BTA深孔加工系統(tǒng)，技術(shù)成熟、生產(chǎn)效率高，屬于外冷內(nèi)排肩方式，切肩液通過授油器從鉆桿外壁與工件已加工表面之間進入，到達刀具頭部進行冷卻潤滑，并將切肩從鉆桿內(nèi)部排出。授油器除具有導(dǎo)向功能之外，還提供了向切削區(qū)輸油的通道。該系統(tǒng)使用廣泛，與噴吸鉆相比，高的切肩液壓力使得單管鉆系統(tǒng)更加可靠，特別是大孔徑、高負荷連續(xù)加工的首選。雖然BTA深孔加工系統(tǒng)技術(shù)成熟，但專業(yè)深孔鉆生產(chǎn)廠的深孔加工設(shè)備主要應(yīng)用在回轉(zhuǎn)體零件上，非回轉(zhuǎn)體零件一般也是單孔加工，如圖1-3所示，下機架是重達98噸，異形、多孔，所以市場上現(xiàn)有的深孔加工設(shè)備是加工不了的。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0015]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種重型異形零件高精度深孔加工裝置及其加工方法，它結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使用方便，制造成本低，將BTA深孔加工系統(tǒng)與落地式銑鏜床成功對接，二者優(yōu)勢互補，充分利用落地銑鏜床的動力機構(gòu)、進給機構(gòu)和BTA系統(tǒng)的深孔加工優(yōu)勢；深孔加工定位精度高，滿足多孔且位置精度要求高的零件，充分利用落地式數(shù)控銑鏜床的優(yōu)勢，找正定位方便且準(zhǔn)確度高，適合重型異形零件的多種直徑和深度的深孔加工，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0016]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0017]一種重型異形零件高精度深孔加工裝置，包括鏜床本體，鏜床本體的滑枕的工作端面與一水平設(shè)置的固定架的一端通過螺栓相連，固定架的另一端設(shè)有一授油器，在授油器的外端底部設(shè)有一切肩液入口，切肩液入口通過管路與切肩液供給裝置相連，在授油器的外端內(nèi)側(cè)設(shè)有一導(dǎo)向套，在導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)有一 BTA鉆頭，BTA鉆頭的后端穿過授油器中部與中空鉆桿的一端螺紋相連，中空鉆桿的另一端與一設(shè)在固定架內(nèi)的鉆套體的一端螺紋相連，鉆套體的另一端與鏜床主軸的工作端通過螺栓相連，在鉆套體外側(cè)設(shè)有一排肩裝置，排肩裝置的排肩口經(jīng)鉆套體上的方孔與中空鉆桿相連通。
[0018]在導(dǎo)向套的外端端面上卡裝一密封圈。
[0019]所述中空鉆桿由若干根圓筒形的鉆桿首尾螺紋連接而成。
[0020]一種重型異形零件高精度深孔加工裝置的加工方法，具體步驟如下:
[0021](I)鉆工藝導(dǎo)向孔:將待加工下機架的上頂面銑平并留30mm加工余量，通過鏜床的控制裝置數(shù)控移動滑枕及鏜床主軸，鏜床主軸經(jīng)中空鉆桿帶動BTA鉆頭在待加工下機架上鉆6個深30mm的導(dǎo)向工藝孔，導(dǎo)向工藝孔的直徑與導(dǎo)向套外徑相配合；
[0022](2)鉆通孔；
[0023](3)擴孔:更換導(dǎo)向套及BTA鉆頭，同時在通孔另一端的下機架上加裝封閉套；
[0024](4)深孔加工完成，銑平下機架上頂面的30mm加工余量及工藝導(dǎo)向孔，并割除封閉套。
[0025]上述步驟(2)的具體操作如下:通過鏜床的控制裝置數(shù)控移動滑枕及鏜床主軸，鏜床主軸經(jīng)中空鉆桿帶動BTA鉆頭鉆孔，鉆孔時先使用一根鉆桿，鉆孔完成后，移出第一根鉆桿，螺紋加接第二根鉆桿，繼續(xù)鉆孔至鉆通孔完成。
[0026]本發(fā)明采用上述方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使用方便，制造成本低，將BTA深孔加工系統(tǒng)與落地式數(shù)控銑鏜床成功對接，二者優(yōu)勢互補，充分利用落地式數(shù)控銑鏜床的動力機構(gòu)、進給機構(gòu)和BTA系統(tǒng)的深孔加工優(yōu)勢；深孔加工定位精度高，滿足多孔且位置精度要求高的零件，充分利用落地式數(shù)控銑鏜床的優(yōu)勢，找正定位方便且準(zhǔn)確度高，適合重型異形零件的多種直徑和深度的深孔加工；鉆桿多節(jié)結(jié)構(gòu)，隨意組合，導(dǎo)向套按需配做，實現(xiàn)一機多用，大大提高設(shè)備使用率；可減少工件的加工工序和二次中轉(zhuǎn)，使零件的深孔加工和其他部位的加工在落地式數(shù)控銑鏜床上一次性完成，極好的保證了加工質(zhì)量。
【附圖說明】
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[0027]圖1為本發(fā)明待鉆孔下機架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為圖1的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3為圖1的左向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5為圖4中剖視部位的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖6為圖3中安裝封閉套后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中，1、滑枕，2、固定架，3、授油器，4、切肩液入口，5、導(dǎo)向套，6、BTA鉆頭，7、中空鉆桿，8、鉆套體，9、鏜床主軸，10、排肩裝置，11、排肩口，12、密封圈，13、下架體，14、深孔，15、封閉套，16、控制裝置。
【具體實施方式】
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[0034]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0035]如圖4-5所示，一種重型異形零件高精度深孔加工裝置，包括鏜床本體，鏜床本體的滑枕I的工作端面與一水平設(shè)置的固定架2的一端通過螺栓相連，固定架2的另一端設(shè)有一授油器