本发明涉及带深腔孔的转轴加工工艺。
背景技术:
某航空类零部件,其材料为合金钢30crmnsini2a,具体结构如图1所示,包含深腔孔,即口小肚大,口部直径为
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种加工效率高、产品合格率高的带深腔孔的转轴加工工艺,解决了因深腔孔长径比超大,使用常规镗孔刀具带来的刀具振动和弹刀的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:带深腔孔的转轴加工工艺,包括以下步骤:
s1、检查:检查原材料牌号,毛坯表面有无明显缺陷,并核对零件图号、质量编号;
s2、普车一:具体包括以下步骤:
s21、根据图纸要求光端面,在其中一端打中心孔;
s22、车外圆φ47.5±0.1mm;
s23、切断保证总长202±0.2mm;
s24、车两端60°倒角;
s3、深钻孔:从无中心孔的一侧打深孔,保证直径φ18±0.1mm,深176.5±0.2mm;
s4、普车二:具体包括以下步骤:
s41、根据图纸要求,φ13mm孔先粗钻孔至φ10±0.2mm,调头找正外圆φ47.5mm跳动≤0.03mm,镗孔φ19.5±0.15mm,深80~100mm,得到导向孔;
s42、再以镗出的导向孔导向,用平底钻头扩平底孔直至φ19.5±0.15mm,深度179.5±0.5mm;
s43、光端面,保证孔深179±0.15mm;
s5、普车三:光端面,保证整体长度为201±0.2mm,将孔φ10±0.2mm镗至φ13~φ13.21mm,孔口倒角;
s6、数控车削:使用专用内孔镗刀,控制转速为300~1000r/min,进给率f=10~100mm/min,吃刀量0.05~2.0mm,根据图纸镗出深腔孔直径为φ28~φ28.25mm,长度为133mm,并保证深腔孔加上口部长度总长为179±0.5mm,口部长度为46±0.4mm和粗糙度ra3.2。
s7、镗口部孔至
进一步地,步骤s41中,所述镗孔用镗刀镗出引导孔。
进一步地,步骤s42中,扩孔用莫氏锥柄平底麻花钻扩孔至φ19.5±0.15mm。
进一步地,步骤s6中,镗孔完毕后还包括用φ30内径卡钳进行检测的步骤。
进一步地,步骤s6中,所述专用内孔镗刀包括刀柄、刀杆和刀片,所述刀杆的一端与刀柄连接,另一端设有刀座,所述刀片安装在刀座上,所述刀柄与刀杆为整体硬质合金磨削而成的一体成型结构,所述刀杆的截面轮廓由两段相同尺寸的圆弧组成,且该圆弧为劣弧,所述刀片的安装方向与刀杆截面轮廓的短轴方向相同,所述刀杆的长度l与刀杆截面轮廓的长轴a之比:8≤l/a≤12。
进一步地,所述刀片的前刀面与刀座的前端面之间的夹角β在91°~100°之间。
进一步地,所述刀杆的长度为185mm,所述刀杆的长轴a为18.03mm,所述刀杆的短轴b为13mm,所述圆弧的半径为9.5mm,两段圆弧的圆心距为6mm。
进一步地,所述刀柄为柱形结构,且刀柄的直径大于刀杆的长轴a。
进一步地,所述刀杆与刀柄偏心设置。
进一步地,所述刀柄和刀杆为硬质合金材料制成。
本发明具有以下优点:
1、本发明的单件加工只需要6至7小时,相比于电解加工,极大地提高了生产效率,同时避免了电解加工因电极损耗,孔径不易保证的问题,产品加工的合格率在98%以上,满足生产需求。
2、在用专用内孔镗刀加工,配合相应的切削参数,避免镗深腔孔时,刀具振动(弹刀)造成的内孔孔径及粗糙度超差,满足零件深腔孔产品技术要求。
3、本发明的专用内孔镗刀,其刀杆结构采用类似于椭圆结构,即采用截面轮廓为两段圆弧,其长轴尽量接近口部孔直径,短轴尽量减小,刀片的安装方向与刀杆截面轮廓的短轴方向相同,使得长轴方向为切削主要受力方向,短轴方向为受力较小及刀具沿直径进给方向,既考虑到刀具能够伸入口部孔内保证镗孔和排屑的功能,又考虑了刀具整体刚性,使得刀具在加工过程中振动弹刀量小,同时通过减小切削进给率和吃刀深度,可使得刀具镗孔振动弹刀的问题彻底得到解决。
附图说明
图1为待加工的产品的结构示意图;
图2为普车一后的零部件结构示意图;
图3为深钻孔后的零部件结构示意图;
图4为普车二后的零部件结构示意图;
图5为普车三后的零部件结构示意图;
图6为本发明专用内孔镗刀的结构示意图;
图7为图6中沿a-a剖视结构示意图;
图中:1-刀柄,2-刀杆,3-刀座,4-刀片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
带深腔孔的转轴加工工艺,包括以下步骤:
s1、检查:检查原材料牌号,毛坯表面有无明显缺陷,并核对零件图号、质量编号;
s2、普车一:具体包括以下步骤:
s21、根据图纸要求光端面,在其中一端打中心孔;
s22、车外圆φ47.5±0.1mm;
s23、切断保证总长202±0.2mm;
s24、车两端60°倒角,得到如图2所示的零部件;
s3、深钻孔:从无中心孔的一侧打深孔,保证直径φ18±0.1mm,深176.5±0.2mm,得到如图3所示的零部件;
s4、普车二:具体包括以下步骤:
s41、根据图纸要求,φ13mm孔先粗钻孔至φ10±0.2mm,调头找正外圆φ47.5mm跳动≤0.03mm,镗孔φ19.5±0.15mm,深80~100mm,得到导向孔;
s42、再以镗出的导向孔导向,用平底钻头扩平底孔直至φ19.5±0.15mm,孔深179.5±0.5mm;
s43、光端面,保证孔深179±0.15mm,得到如图4所示的零部件;
s5、普车三:光端面,保证整体长度为201±0.2mm,将孔φ10±0.2mm镗至φ13~φ13.21mm,孔口倒角,得到如图5所示的零部件;
s6、数控车削:使用专用内孔镗刀,控制转速为300~1000r/min,进给率f=10~100mm/min,吃刀量0.05~2.0mm,根据图纸镗出深腔孔直径为φ28~φ28.25mm,长度为133mm,并保证深腔孔加上口部长度总长为179±0.5mm,口部长度为46±0.4mm和粗糙度ra3.2,得到产品,如图1所示。
s7、镗口部孔至
进一步地,步骤s41中,所述镗孔用镗刀镗出引导孔。
进一步地,步骤s42中,扩孔用莫氏锥柄平底麻花钻扩孔至φ19.5±0.15mm。
进一步地,步骤s6中,镗孔完毕后还包括用φ30内径卡钳进行检测的步骤。
进一步地,步骤s6中,如图6和图7所示,所述专用内孔镗刀包括刀柄1、刀杆2和刀片4,所述刀杆2的一端与刀柄1连接,另一端设有刀座3,所述刀片4安装在刀座3上,作为优选地,刀片4通过螺钉锁紧固定在刀座3上,可在刀片4磨损报废后,刀片4便于拆卸更换,而刀柄1和刀杆2的使用率大幅度提高,所述刀柄1与刀杆2为整体硬质合金磨削而成的一体成型结构,所述刀杆2的截面轮廓由两段相同尺寸的圆弧组成,且该圆弧为劣弧,劣弧即该圆弧所对应的圆心角小于180°,所述刀片4的安装方向与刀杆2截面轮廓的短轴方向相同,所述刀杆2的长度l与刀杆2截面轮廓的长轴a之比:8≤l/a≤12。
进一步地,如图6所示,所述刀片4的前刀面与刀座3的前端面之间的夹角β在91°~100°之间,在加工深腔孔时,刀片4的刀尖与被加工工件接触,防止镗孔时产生刀具沿轴向的阻力,从而可有效地降低刀片4局部温度,延长刀片4的使用寿命。
进一步地,在本实施例中,作为优选地,所述刀杆2的长度为185mm,所述刀杆2的长轴a为18.03mm,所述刀杆3的短轴b为13mm,所述圆弧的半径为9.5mm,两段圆弧的圆心距为6mm。
进一步地,所述刀柄1为柱形结构,且刀柄1的直径大于刀杆2的长轴a,由于刀柄1为机床主轴夹持部位,刀柄1并不用伸入口部孔内,可通过加大刀柄1的直径来提高夹持稳定性。
进一步地,如图6所示,所述刀杆2与刀柄1偏心设置,刀杆2在口部孔内始终偏向其轴线的一侧,便于排屑。
进一步地,所述刀柄1和刀杆2为硬质合金材料制成。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。