一种深孔加工设备的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，尤其是一种用于加工大深径比零件的深孔加工设备。

背景技术：

在机械加工领域中，深孔加工难度极大，通常的加工方式是采用专用机床，用深孔钻床加工，受加工工艺的限制，通常只能加工长径比很小的零件。在石油开采行业中，螺杆泵是一种常用的采油设备，主要由定子和转子组成，其中定子也是一种深孔零件，通常定子长度在5米左右，孔径只有几厘米，长径比达到了几十倍到三百倍，而且其内壁需要加工为复杂形状的内螺旋曲面，属于极难加工的深孔零件。

常规螺杆泵的定子是橡胶定子，即在钢管内壁安装橡胶衬套，衬套内表面为螺旋曲面，但是由于橡胶耐磨、耐高温性能较差，使用寿命短。因此，新一代螺杆泵采用全金属定子，即直接在钢管内壁加工内螺旋曲面，但是由于深孔加工工艺的限制，只能加工长度为1米左右的定子段，再将几根定子段焊接在一起组成长度满足需求的定子。现有深孔加工设备加工定子时，待加工定子的一端通过三爪卡盘夹紧，在驱动机构的驱动下可低速旋转，待加工定子的另一端则直接对准刀杆，刀杆伸入定子内孔中，通过高速旋转带动刀具对定子内孔进行拉削加工。如果一次性加工数米长的定子，即使在定子和刀杆中部安装支架，防止刀杆和待加工定子发生偏心，由于刀杆和定子过长，也无法保证定子和刀杆的中心轴始终保持一致，一旦由于刀杆或者待加工定子发生偏心，那么将直接导致内螺旋曲面无法满足设计要求，定子报废，甚至会损伤刀杆前部的刀具，因此现有技术无法满足一次加工长达几米的金属定子。而且在加工深孔零件时，由于刀具高速旋转对待加工定子内壁切削，加工过程中温度很高，如果连续加工几米长的定子，势必会造成刀具温度过高，影响刀具寿命，甚至在高速旋转中损坏刀具。一旦加工过程中间刀具损坏，即使安装新的刀具，也无法保证内螺旋曲面的连续性，直接导致待加工定子报废，影响加工效率，并大大增加生产成本。

技术实现要素：

本申请人针对现有深孔加工设备在加工大深径比的零件时，无法保证刀具和待加工零件中心轴一致，不能加工深孔零件，以及长时间切削加工，致使刀具温度过高甚至损坏，影响加工效率，生产成本高等问题，提供了一种深孔加工设备及定位装置，在深孔加工过程中，能有效保证刀杆与待加工零件轴线的一致性，并且有效降低加工过程中刀具与零件内壁的温度，提高加工质量，防止刀具损坏或者零件报废，降低加工成本。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种深孔加工设备，包括机架、刀杆和支撑套；所述支撑套加工有通孔，固定在机架上；所述支撑套侧壁开孔与外部的冷却液进口连通；所述刀杆伸入支撑套的通孔中，刀杆一端安装有刀具，另一端与驱动电机连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述支撑套一端内壁安装有第一垫圈，另一端内壁安装有第二垫圈；所述第一垫圈与待加工件间隙配合，第二垫圈与刀杆间隙配合，第二垫圈和第一垫圈的中心轴线一致。

所述待加工件为中心开孔的管件，一端伸入支撑套内，另一端通过夹紧装置与机架连接。

所述支撑套外壁加工有凹台，通过固定件压住凹台，将支撑套固定在机架上。

所述固定件为螺母，螺母的下端面压在凹台的底面上。

还包括固定基座，固定基座固定在机架上；所述螺母将支撑套固定在固定基座上。

所述冷却液进口通过固定件固定在支撑套上。

所述冷却液进口通过油泵连通油箱。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置支撑套，支撑套中部开孔，内壁安装第一垫圈和第二垫圈，待加工件与第一垫圈间隙配合，刀杆与第二垫圈间隙配合，支撑套可以有效保证在加工过程中刀杆与待加工件同轴性，提供加工精度和成品率。

本实用新型在支撑套的侧壁开孔连通冷却液进口，外部的冷却油进入支撑套内部，对第一垫圈和第二垫圈内壁起到润滑的作用，同时冷却油可以对加工过程中的刀具和待加工件进行冷却，还可以将切削过程中产生的废屑从待加工件的另一端排出，通过支撑套和冷却液进口的组合，可以同时起到保持待加工件与刀杆的同轴度、润滑、冷却、排屑等作用。

本实用新型在支撑套外壁加工凹台，通过螺母等固定件方式压住凹台底面，将支撑套固定在基座上，整体固定结构简单，拆装方便。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的剖面图。

图3为图1安装在固定基座上的俯视图。

图4为图3中沿a-a方向的剖面图。

图中：1、待加工件；2、刀杆；3、支撑套；4、冷却液进口；5、固定件；6、凹台；7、刀具；8、第一垫圈；9、第二垫圈；10、固定基座；11、螺母。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型所述的深孔加工设备包括机架、刀杆2和支撑套3，机架未示出。支撑套3中心加工有通孔，并固定在机架上。待加工件1为中心开孔的管件，一端伸入支撑套3内，另一端通过三爪卡盘等夹紧装置与加工设备连接。刀杆2伸入支撑套3的通孔中，伸入通孔的一端安装刀具7，另一端则与高速驱动电机连接，电机驱动刀杆2带动刀具7高速旋转，对待加工件1的内壁进行切削或者拉削加工。

支撑套3一端内壁安装有第一垫圈8，第一垫圈8与待加工件1间隙配合。支撑套3的另一端内壁安装有第二垫圈9，第二垫圈9与刀杆2间隙配合，第二垫圈9和第一垫圈8的中心轴线一致。通过支撑套3、第一垫圈8和第二垫圈9的组合，可以保证刀杆2在高速旋转过程中不会发生轴心偏移，又可以有效保证加工过程中刀杆2与待加工件1始终同轴，防止刀杆2和待加工件1发生轴线偏移，影响加工质量，有效降低待加工件1的报废率。

支撑套3侧壁加工有通孔，并与外部的冷却液进口4连通，冷却液进口4通过固定件5固定在支撑套3上，防止冷却液进口4在设备加工过程中由于振动而脱落，影响加工过程。冷却液进口4通过油泵连通外部的油箱。加工过程中，油泵将低温冷却油从冷却液进口4输入到支撑套3内，由于第一垫圈8与待加工件1间隙配合，第二垫圈9与刀杆2间隙配合，少量的冷却油进入到缝隙中，起到润滑的作用，降低由于高速旋转造成的磨损。同时，大量的冷却油从待加工件1的中心通孔中流过，可以冷却待加工件1和刀具7，而且可以将加工过程中产生的碎屑带走，防止碎屑卡死刀具7，或者在刀具7的高速旋转作用下刮伤待加工件1的内壁。

本实用新型的支撑套3可以是方形或者圆柱形，由于其中心加工有贯穿的通孔，而且需要更换或者维修，因此无法直接焊接在机架上，也无法从中间开孔与机架连接。本实用新型中，支撑套3安装在固定基座10上，固定基座10通过焊接或者螺母连接等方式固定在机架上。如图3和图4所示，以圆柱形的支撑套3为例，支撑套3两侧的外壁加工有至少一个凹台6，支撑套3放置在固定基座10上，凹台6的水平底面与固定基座10的顶面平齐，螺母11固定在固定基座10上，螺母11的下端面压在凹台6上，即可将支撑套3稳定的固定在固定基座10上。当需要更换或者维修支撑套3，只需要将两侧的螺母11拧下，即可方便的拆装支撑套3。当然，支撑套3也可以通过凹台6和螺母11直接固定在机架上。

本实用新型的深孔加工设备工作时，刀具7固定在刀杆2的前端，刀杆2先伸入到待加工件1的底部，然后在驱动电机的作用下，刀杆2带动刀具7高速旋转，同时通过水平移动装置带动刀杆2横向缓慢后退移动，刀具7对待加工件1的内壁进行精确的切削。由于本实用新型中待加工件1一端固定在机架上，另一端位于支撑套3内部，而支撑套3又稳定的固定在机架上，整个加工过程中，待加工件1的轴线可以保持稳定，防止偏移。同时，刀杆2在支撑套3支撑下，也可以保持加工过程中轴线稳定，精确地切削待加工件1的内壁，提高深孔加工的精度和成品率。同时，在加工过程中，冷却油从冷却液进口4进入支撑套3的内部，对第一垫圈8和第二垫圈9起到润滑的作用，同时冷却油对刀具7和待加工件1起到冷却的作用，并可将加工过程中产生的废屑从待加工件1的另一端排出。本实用新型的支撑套3可以同时起到固定、润滑、冷却、排屑等作用。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对发明的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。