CN102794472A - 一种大直径八字形孔系的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种大直径八字形孔系的加工方法，该孔系由第一孔和第二孔平行相交形成八字形，其应用镗刀以立镗方式进行切削加工，该镗刀的主偏角的范围为90°≥α≥72°；工艺步骤如下：1）将工件置于立镗工作台上且前端面朝上，使第一孔和第二孔的轴线沿垂直方向并与立镗主轴平行；2）采用百分表或千分表找正第一孔轴心并使工件前端面与立镗主轴垂直，将工件夹固；3）依次预镗、半精镗和精镗第一孔，使用压缩空气吹除切屑；4）以第一孔轴心为基准找正第二孔轴心；5）依次预镗、半精镗和精镗第二孔，使用压缩空气吹除切屑；6）修毛倒棱，精整工件。本发明提高了加工精度，提高了工效，适用于大型回转螺杆机或其它大型工件上大直径八字形孔系的切削加工。

Description

一种大直径八字形孔系的加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械设备的加工方法，具体涉及一种大型回转螺杆机壳上大直径八字形孔系的加工方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

大型回转螺杆机的机壳上设有大直径八字形平行孔系，请参阅图1，所述大型回转螺杆机的机壳由上、下两半机壳构成，该两半机壳对合于哈夫面3，在该机壳上设有轴线平行、孔径D≥500毫米的第一孔1和第二孔2，该第一孔1和第二孔2相交且两孔的中心均位于哈夫面3的平面上，从而形成大直径八字形平行孔系。

大型回转螺杆机属大型机械设备，其机壳也属于大型零件，因此该大直径八字形平行孔系的加工是一重大技术难题。本申请人就面临着国内最大的大型回转螺杆机机壳的加工实例，其第一孔1和第二孔2的直径D及其尺寸精度达到Φ816.7H9毫米，两孔中心距L及其精度为640^+0.03毫米，孔深H达1000毫米，两孔的圆柱度精度要求在0.035毫米偏差之内。对于大型工件如此高精度要求的大尺寸孔系，惯常使用的机加工工艺难于达到上述设计精度的要求，同时也难于满足孔中心哈夫面3的允对称精度偏差0.025毫米、八字形孔第一孔1和第二孔2的母线与连接端面的垂直精度0.02毫米以及八字形孔的表面粗糙度Ra1.6等要求。

所述机壳过去惯常采用的机械加工工艺方法为以卧镗工位为主要的切削加工形式，首先加工首孔，尔后依首孔轴心定位，再加工纵向相交成八字型孔的第一孔1和第二孔2，并保证两孔中心距L。传统的卧镗加工方法存在有下述缺陷：首先，卧镗加工中机壳的第一孔1和第二孔2的轴线呈水平放置，镗刀也水平装夹并深入第一孔1和第二孔2进行切削，由于加工的是大型零件的大尺寸孔，工件的体积和需要加工的面积都校大，因此镗刀本身的体积和重量就相当大，这就导致刀杆会因重力而产生下垂变形，位于刀杆端部的刀头不可避免地发生“低头”现象，同时，卧镗主轴和镗刀伸出愈长，径向切削分力与重力的影响就愈加严重，而所述第一孔1和第二孔2的孔深H长达1米，因此孔的加工形位偏差会很大，难以保证大直径八字形孔的圆柱度与中心距加工精度达到技术图样的精度要求；其次，大直径八字形孔第一孔1和第二孔2呈典型纵向相交孔的特征，因而镗孔时的工况是断续切削，这样就存在加工刀具每一圈进给中，在两孔相交处切入时有让刀现象，切出时有过切的现象，从而严重影响大直径八字形孔的形位精度；最后，常规的加工工艺路径较长，由此而消耗的加工工时也较多，况且工件的材质是铁素体不锈钢铸件，其加工切削特性不易掌握，所以对操作者的技能要求相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种大直径八字形孔系的加工方法，减小大直径八字形孔系加工的形位精度偏差、中心距精度偏差和直径跳动偏差，以达到技术图样的精度要求，同时降低对操作者的技能要求和加工精度对工作母机的依赖。

本发明解决上述问题是采取的技术方案如下：

一种大直径八字形孔系的加工方法，该孔系由第一孔和第二孔平行相交形成八字形，其特征在于：应用镗刀以立镗方式进行切削加工。

所述镗刀的主偏角的范围为90°≥α≥72°。

所述加工方法的具体工艺步骤如下：

1）将工件置于立镗工作台上且前端面朝上，使第一孔和第二孔的轴线沿垂直方向并与立镗主轴平行；

2）采用百分表或千分表找正第一孔轴心并使工件前端面与立镗主轴垂直，然后将工件夹固；

3）依次预镗、半精镗和精镗第一孔，同时使用压缩空气吹除切屑；

4）以第一孔轴心为基准找正第二孔轴心；

5）依次预镗、半精镗和精镗第二孔，同时使用压缩空气吹除切屑；

6）修毛倒棱，精整工件。

本发明所述加工方法与一般常规加工方法的区别和效果在于：

1、应用立镗切削加工的工艺方法，使镗刀的重力矢量与切削进给方向一致，从而避免了镗刀重力导致的变形对切削带来的影响，大大提高了大直径八字形孔径尺寸精度和形位精度。

2、加大了切削刀具的主偏角α，从而进一步地减小了径向切削分力，甚至可以几乎忽略不计径向切削分力的干扰，规避了大直径八字形孔系加工时，固有的断续切削对加工精度带来的影响。

3、使用压缩空气吹除切屑，避免了切屑在切削过程中对孔壁的拉伤，满足了粗糙度的要求。

4、以孔的轴心为镗削的找正基准，保证了大直径八字形孔中心距精度、与端面的垂直精度、孔的圆柱度和粗糙度的精度要求，使加工工艺易于控制，便于掌握，降低了对操作者的技能要求和加工精度对工作母机的依赖。

附图说明

图1是大直径八字形平行孔系工件的结构示意图。

图2是图1的左剖视图。

图3是本发明的工件装夹示意图。

图4是本发明镗刀的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明专利申请的保护范围。

请参阅图3，本实施例以国内最大的大型回转螺杆机的机壳的加工为例来说明本发明的内容，该机壳具有第一孔1和第二孔2平行相交形成的八字形孔系，第一孔1和第二孔2的孔径D及其尺寸精度为Φ816.7H9毫米，孔壁粗糙度要求为Ra1.6，两孔中心距L及其精度为640^+0.03毫米，孔深H为1000毫米，两孔的圆柱度精度要求为0.035毫米偏差之内。

本发明所述的大直径八字形孔系的加工方法应用镗刀以立镗方式进行切削加工，请参阅图4，该镗刀的主偏角的范围为90°≥α≥72°。

加工的具体工艺步骤如下（粗加工略）：

1）将工件前端面朝上面对立镗主轴，后端面置于立镗工作台的可调支撑上，使第一孔1和第二孔2的轴线沿垂直方向并与立镗主轴平行；

2）采用百分表或千分表校平、校垂直机壳的哈夫面3，找正第一孔1轴心并使工件前端面与立镗主轴垂直，工艺要求偏差在0.02毫米之内（如偏差超公差值，则将前端面精铣一刀，以保证与主轴的垂直度达到技术图样要求），然后夹固工件；

3）预镗第一孔1，深20毫米左右，然后检测、校正预镗孔轴心是否在壳体哈夫面3上，对称度要求为0.02毫米；随后依次半精镗和精镗第一孔1至技术图样的尺寸要求（Φ816.7H9）和面粗度要求（Ra1.6），同时使用压缩空气吹除切屑。

4）以第一孔1轴心为基准找正第二孔2轴心；

5）预镗第二孔2，深20毫米左右，检测、校正预镗孔的轴心是否在大直径八字形孔中心距640^+0.03毫米尺寸内；然后依次半精镗和精镗第二孔2至技术图样的尺寸要求（Φ816.7H9）和面粗度要求（Ra1.6），同时使用压缩空气吹除切屑。

6）修毛倒棱，精整工件。

首制国内大型回转螺杆机身的大直径八字形孔系采用本发明所述方法加工，优化了金切加工工艺，特别是粗加工的工艺路径；大直径八字形孔系和孔连接端面，均可以车切削替代铣切削加工，很大程度地节省了较为可观的加工工时，较大幅度地提高了作业效率；同时也省略了工件因回转加工所需要的工装夹具，使整个的加工工艺成本下降了一大块。

本发明所述大直径八字形孔系的加工方法大幅度地提高了工件的制造精度，保证了加工质量，节约了加工时间，提高了加工效率，为后续的组装与调整工序提供了高品质的另部件。

本发明适用于大型回转螺杆机或其它大型工件上大直径八字形孔系的切削加工制造。

Claims (3)

1.一种大直径八字形孔系的加工方法，该孔系由第一孔和第二孔平行相交形成八字形，其特征在于：应用镗刀以立镗方式进行切削加工。

2.如权利要求1所述的大直径八字形孔系的加工方法，其特征在于：所述镗刀的主偏角的范围为90°≥α≥72°。

3.如权利要求1或2所述的大直径八字形孔系的加工方法，其特征在于：所述加工方法的具体工艺步骤如下：

1）将工件置于立镗工作台上且前端面朝上，使第一孔和第二孔的轴线沿垂直方向并与立镗主轴平行；

2）采用百分表或千分表找正第一孔轴心并使工件前端面与立镗主轴垂直，然后将工件夹固；

3）依次预镗、半精镗和精镗第一孔，同时使用压缩空气吹除切屑；

4）以第一孔轴心为基准找正第二孔轴心；

5）依次预镗、半精镗和精镗第二孔，同时使用压缩空气吹除切屑；

6）修毛倒棱，精整工件。

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