基于深孔鏜床的內(nèi)擴孔加工技術(shù)研究與開發(fā).pdf

1、眾所周知，深孔加工是機械行業(yè)中難度較高的一項加工技術(shù)，一般都是采用先鉆、再擴、最后精加工的辦法。就擴孔而言，傳統(tǒng)的擴孔局限于等直徑孔和端部大中間小臺階狀孔，此類問題目前技術(shù)已相對成熟。對于兩端小中間大的“大肚子”孔來說，當(dāng)長徑比較小、中部擴孔余量不大且加工精度不高時，可通過多次反復(fù)珩磨、在車床上調(diào)整尾部徑向刀架機構(gòu)或特殊工裝使鏜桿偏心運動得以解決；但當(dāng)長徑比L/D≥20以上、中部擴孔余量較大、精度和表面質(zhì)量也要求較高時，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，在車床上刀桿懸臂量大、剛性不足、“讓刀”現(xiàn)象嚴(yán)重、振動強烈無法保證加工質(zhì)量，而傳統(tǒng)深孔鏜床自身又沒有徑向走刀機構(gòu)，市場上的刀具也要么適合大而短的孔、沒有自導(dǎo)向和強制排屑功能，要么擴孔余量小、不能自動徑向伸縮和大腹擴孔，要么功能上不能實現(xiàn)曲面加工。到目前為止，在機械加工制造領(lǐng)域，國內(nèi)外還尚未發(fā)現(xiàn)能很好解決此類問題的加工工藝和相應(yīng)的內(nèi)擴孔刀具。
　　對于這一難題，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)合橫向科研項目：西安國際航空股份有限公司Z2830深孔機床改造要求，對內(nèi)擴孔加工中的“瓶頸”問題深入研究迫在眉睫。
　　本文首先從深孔鏜床鏜削加工特點、機床運動方式、冷卻排屑上分析，明確要解決這類問題機床運動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)深孔擴孔余量大且孔長，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，最后從此類超長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。
　　再次針對通深孔、盲深孔加工中對刀具功能上的要求，在刀具剛度保證的前提下如何盡可能的解決進(jìn)油排屑問題，開發(fā)設(shè)計了不同的內(nèi)擴孔鏜刀。從鏜刀結(jié)構(gòu)、裝配、設(shè)計原理上系統(tǒng)的闡述了具有自導(dǎo)向、防振功能和徑向自動伸縮功能鏜刀開發(fā)的合

5、理性、可行性。
　　最后運用有限元分析軟件ANSYS對整個鏜刀作靜力學(xué)、動力學(xué)分析，對鏜刀的強度和剛度進(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、確定最佳分段長度。②根據(jù)粗加工、精加工特點，在合適的范圍內(nèi)選用切削參數(shù)。③靈活更換刀片，通過改變刀片幾何角度，來保證加工質(zhì)量。以內(nèi)排屑鏜刀為例，分析對比了推鏜和