一种重型异形零件高精度深孔加工装置及其加工方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种重型异形零件高精度深孔加工装置及其加工方法。
【背景技术】
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[0002]深孔加工:指加工孔深度与孔直径之比大于10以上的深孔加工。随着现代工业的发展，越来越多的深孔零件被使用，尤其是一些高精度、大深度的深孔零件由于其超大的长径比，决定了其加工过程困难重重。(I)切削散热难:常规加工过程80%的切削热是由切肩带走，但在封闭和半封闭的深孔加工中，润滑、冷却都很困难，热量扩散慢，工件、刀具成了主要散热体，导致刀具刃口温度可达600°C，极大影响了刀具耐用度。同时已加工孔也发生热胀冷缩，严重影响了孔加工精度。(2)工艺系统刚性差:深孔长径比大，钻杆必然细长，刚性严重不足，加工时易产生振动、扭曲、折断等问题。(3)排肩困难:切削空间狭窄，排肩很困难，且易与孔壁摩擦，加工表面出现螺旋沟，易发生切肩阻塞，刀具易磨损，造成零件报废。
[0003]我公司根据市场需求，通过吸收引进国内外先进技术，开发生产系列热模锻专用压力机，是汽车、航空、电子、家电等领域最为重要的冲压设备，主要用于曲轴、齿轮等零件的预锻和终锻。D26-6300热模锻压力机是公司最新研制开发的产品，本产品在国内只有极少数几家公司才能生产。其产品的下机架13重达98吨，材料为ZG230-450，有6个Φ100Η7πιπι深1330mm的顶料孔，长径比达到了 13:1，加工难度大、精度高，在每个企业的都被列为技术难题。该零件的结构示意图如图1-3所示，深孔14加工技术要求如下:
(1)6-Φ100Η7顶料孔，圆度0.02mm，内孔表面粗糙度Ra3.2。(2)与机架上顶面垂直度误差0.05mm，各孔间位置度0.20mm。(3)孔深度1330mm，且受零件结构影响只能从一面加工。从图1-3可以看出，该零件属于典型的高精度深孔加工件，如何按图纸要求加工好6个Φ 100H7的株孔，就成为保证广品质量的关键。
[0004]传统的加工方式及缺点如下:
[0005]—、用传统加长麻花钻头钻、扩孔加工
[0006](I)、不能保证顺利排肩，冷却困难。
[0007](2)、必须频繁进、退钻头排肩，辅助时间长，生产效率低，劳动强度大。
[0008](3)、钻头导向能力差，没有可靠的导向带，只能依靠钻头本身棱带进行导向，跑偏可能性大。
[0009](4)、受钻头本身特性影响，抗扭能力差，如果零件毛坯中有夹砂、气孔等缺陷，可能卡断钻头，导致工件报废。
[0010](5)、扩孔刀杆长度大，刚性差，几乎没有加工可能性。
[0011]二、深孔扁钻加工系统
[0012]扁钻加工系统可以形成有效的冷却循环系统，切肩刃具的冷却、排肩问题可以解决，扁钻体上有导向键，但导向性能略有欠缺。最主要的是生产效率低，切肩速度为20_30m/min，进给量平均5-7mm/min，一个1330mm深的孔需要机动时间最少4个小时，尚不包括辅助时间。
[0013]三、深孔加工BTA系统
[0014]现行的BTA深孔加工系统，技术成熟、生产效率高，属于外冷内排肩方式，切肩液通过授油器从钻杆外壁与工件已加工表面之间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切肩从钻杆内部排出。授油器除具有导向功能之外，还提供了向切削区输油的通道。该系统使用广泛，与喷吸钻相比，高的切肩液压力使得单管钻系统更加可靠，特别是大孔径、高负荷连续加工的首选。虽然BTA深孔加工系统技术成熟，但专业深孔钻生产厂的深孔加工设备主要应用在回转体零件上，非回转体零件一般也是单孔加工，如图1-3所示，下机架是重达98吨，异形、多孔，所以市场上现有的深孔加工设备是加工不了的。
【发明内容】
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[0015]本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种重型异形零件高精度深孔加工装置及其加工方法，它结构设计合理，使用方便，制造成本低，将BTA深孔加工系统与落地式铣镗床成功对接，二者优势互补，充分利用落地铣镗床的动力机构、进给机构和BTA系统的深孔加工优势；深孔加工定位精度高，满足多孔且位置精度要求高的零件，充分利用落地式数控铣镗床的优势，找正定位方便且准确度高，适合重型异形零件的多种直径和深度的深孔加工，解决了现有技术中存在的问题。
[0016]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0017]一种重型异形零件高精度深孔加工装置，包括镗床本体，镗床本体的滑枕的工作端面与一水平设置的固定架的一端通过螺栓相连，固定架的另一端设有一授油器，在授油器的外端底部设有一切肩液入口，切肩液入口通过管路与切肩液供给装置相连，在授油器的外端内侧设有一导向套，在导向套内设有一 BTA钻头，BTA钻头的后端穿过授油器中部与中空钻杆的一端螺纹相连，中空钻杆的另一端与一设在固定架内的钻套体的一端螺纹相连，钻套体的另一端与镗床主轴的工作端通过螺栓相连，在钻套体外侧设有一排肩装置，排肩装置的排肩口经钻套体上的方孔与中空钻杆相连通。
[0018]在导向套的外端端面上卡装一密封圈。
[0019]所述中空钻杆由若干根圆筒形的钻杆首尾螺纹连接而成。
[0020]一种重型异形零件高精度深孔加工装置的加工方法，具体步骤如下:
[0021](I)钻工艺导向孔:将待加工下机架的上顶面铣平并留30mm加工余量，通过镗床的控制装置数控移动滑枕及镗床主轴，镗床主轴经中空钻杆带动BTA钻头在待加工下机架上钻6个深30mm的导向工艺孔，导向工艺孔的直径与导向套外径相配合；
[0022](2)钻通孔；
[0023](3)扩孔:更换导向套及BTA钻头，同时在通孔另一端的下机架上加装封闭套；
[0024](4)深孔加工完成，铣平下机架上顶面的30mm加工余量及工艺导向孔，并割除封闭套。
[0025]上述步骤(2)的具体操作如下:通过镗床的控制装置数控移动滑枕及镗床主轴，镗床主轴经中空钻杆带动BTA钻头钻孔，钻孔时先使用一根钻杆，钻孔完成后，移出第一根钻杆，螺纹加接第二根钻杆，继续钻孔至钻通孔完成。
[0026]本发明采用上述方案，结构设计合理，使用方便，制造成本低，将BTA深孔加工系统与落地式数控铣镗床成功对接，二者优势互补，充分利用落地式数控铣镗床的动力机构、进给机构和BTA系统的深孔加工优势；深孔加工定位精度高，满足多孔且位置精度要求高的零件，充分利用落地式数控铣镗床的优势，找正定位方便且准确度高，适合重型异形零件的多种直径和深度的深孔加工；钻杆多节结构，随意组合，导向套按需配做，实现一机多用，大大提高设备使用率；可减少工件的加工工序和二次中转，使零件的深孔加工和其他部位的加工在落地式数控铣镗床上一次性完成，极好的保证了加工质量。
【附图说明】
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[0027]图1为本发明待钻孔下机架的俯视结构示意图。
[0028]图2为图1的主视剖视结构示意图。
[0029]图3为图1的左向剖视结构示意图。
[0030]图4为本发明的结构示意图。
[0031]图5为图4中剖视部位的放大结构示意图。
[0032]图6为图3中安装封闭套后的结构示意图。
[0033]图中，1、滑枕，2、固定架，3、授油器，4、切肩液入口，5、导向套，6、BTA钻头，7、中空钻杆，8、钻套体，9、镗床主轴，10、排肩装置，11、排肩口，12、密封圈，13、下架体，14、深孔，15、封闭套，16、控制装置。
【具体实施方式】
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[0034]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
[0035]如图4-5所示，一种重型异形零件高精度深孔加工装置，包括镗床本体，镗床本体的滑枕I的工作端面与一水平设置的固定架2的一端通过螺栓相连，固定架2的另一端设有一授油器