基于深孔鏜床的內(nèi)擴(kuò)孔加工技術(shù)研究與開發(fā).pdf

1、眾所周知，深孔加工是機(jī)械行業(yè)中難度較高的一項(xiàng)加工技術(shù)，一般都是采用先鉆、再擴(kuò)、最后精加工的辦法。就擴(kuò)孔而言，傳統(tǒng)的擴(kuò)孔局限于等直徑孔和端部大中間小臺(tái)階狀孔，此類問(wèn)題目前技術(shù)已相對(duì)成熟。對(duì)于兩端小中間大的“大肚子”孔來(lái)說(shuō)，當(dāng)長(zhǎng)徑比較小、中部擴(kuò)孔余量不大且加工精度不高時(shí)，可通過(guò)多次反復(fù)珩磨、在車床上調(diào)整尾部徑向刀架機(jī)構(gòu)或特殊工裝使鏜桿偏心運(yùn)動(dòng)得以解決；但當(dāng)長(zhǎng)徑比L/D≥20以上、中部擴(kuò)孔余量較大、精度和表面質(zhì)量也要求較高時(shí)，特別是中部的大孔

2、又帶有圓柱面、錐面、球面等復(fù)雜異型曲面時(shí)，在車床上刀桿懸臂量大、剛性不足、“讓刀”現(xiàn)象嚴(yán)重、振動(dòng)強(qiáng)烈無(wú)法保證加工質(zhì)量，而傳統(tǒng)深孔鏜床自身又沒(méi)有徑向走刀機(jī)構(gòu)，市場(chǎng)上的刀具也要么適合大而短的孔、沒(méi)有自導(dǎo)向和強(qiáng)制排屑功能，要么擴(kuò)孔余量小、不能自動(dòng)徑向伸縮和大腹擴(kuò)孔，要么功能上不能實(shí)現(xiàn)曲面加工。到目前為止，在機(jī)械加工制造領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外還尚未發(fā)現(xiàn)能很好解決此類問(wèn)題的加工工藝和相應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)孔刀具。
　　對(duì)于這一難題，以前一直采用電解加工，但電解加

3、工因?qū)Νh(huán)境污染嚴(yán)重、成本高、效率極低且不利于大批量生產(chǎn)而逐漸被限制使用。因此為了滿足這類產(chǎn)品批量化生產(chǎn)需求，結(jié)合橫向科研項(xiàng)目：西安國(guó)際航空股份有限公司Z2830深孔機(jī)床改造要求，對(duì)內(nèi)擴(kuò)孔加工中的“瓶頸”問(wèn)題深入研究迫在眉睫。
　　本文首先從深孔鏜床鏜削加工特點(diǎn)、機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式、冷卻排屑上分析，明確要解決這類問(wèn)題機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能上要做哪些改進(jìn)、刀具結(jié)構(gòu)上要做哪些創(chuàng)新突破。
　　其次，由于此類內(nèi)深孔擴(kuò)孔余量大且孔長(zhǎng)，不能一次走刀完成，

4、在工藝上提出了行之有效的分段分層鏜削特殊加工方法。研究對(duì)比分段分層推鏜、分段分層拉鏜、分段分層推拉鏜的優(yōu)缺點(diǎn)，最后從此類超長(zhǎng)深孔零件精密加工角度考慮優(yōu)選分段分層拉鏜的工藝方案，并從刀具走刀路徑上作了相應(yīng)的優(yōu)化。
　　再次針對(duì)通深孔、盲深孔加工中對(duì)刀具功能上的要求，在刀具剛度保證的前提下如何盡可能的解決進(jìn)油排屑問(wèn)題，開發(fā)設(shè)計(jì)了不同的內(nèi)擴(kuò)孔鏜刀。從鏜刀結(jié)構(gòu)、裝配、設(shè)計(jì)原理上系統(tǒng)的闡述了具有自導(dǎo)向、防振功能和徑向自動(dòng)伸縮功能鏜刀開發(fā)的合

5、理性、可行性。
　　最后運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)整個(gè)鏜刀作靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)鏜刀的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了校核。以前排屑鏜刀為例，分析了分段量、粗精加工切削參數(shù)、刀片形狀對(duì)鏜刀變形和應(yīng)力的影響，圍繞鏜刀在不同使用工況下變形和剛度問(wèn)題，得出了三種解決方案：①合理布置導(dǎo)向條、確定最佳分段長(zhǎng)度。②根據(jù)粗加工、精加工特點(diǎn)，在合適的范圍內(nèi)選用切削參數(shù)。③靈活更換刀片，通過(guò)改變刀片幾何角度，來(lái)保證加工質(zhì)量。以內(nèi)排屑鏜刀為例，分析對(duì)比了推鏜和