深孔內球面車削加工

作者：未知信息來源:機械加工 2008-5-16

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工件如圖1所示，材料為1Cr18Ni9Ti，焊接結構件。工件材料強度雖然不高，但塑性和韌性大，切削加工性差，加工硬化趨勢強烈，切削負荷大，導熱性差，加工時熱量易集中在切削刃上，產生積屑瘤，使刀具磨損加劇。加工的主要難點是工件精度要求高，薄壁，剛性差，容易引起裝夾變形。工件孔深且為盲孔，孔底部為球面，刀桿細長，車...

工件如圖1所示，材料為1Cr18Ni9Ti，焊接結構件。工件材料強度雖然不高，但塑性和韌性大，切削加工性差，加工硬化趨勢強烈，切削負荷大，導熱性差，加工時熱量易集中在切削刃上，產生積屑瘤，使刀具磨損加劇。加工的主要難點工件精度要求高，薄壁，剛性差，容易引起裝夾變形。工件孔深且為盲孔，孔底部為球面，刀桿細，車削時易產生振動。加工質量不易保證。

圖1 工件
工藝分析

工件原來是在數控車床上加工，精加工時要求一次完成內孔及內球面的車削，在加工過程中不允許換刀。根據數控機床的加工特點，刀桿直徑只能做到f60mm。由于刀桿細長，剛性不足，強度低，在加工中刀桿產生振動較大，產生讓刀現象，并使孔壁的粗糙度值增大，不但生產效率低，而且加工質量難以保證。

如果將刀桿直徑增大，則在加工內孔時，刀桿與孔壁間隙太小，引起排屑不暢，造成堵塞，冷卻潤滑液進入困難，刀具磨損加劇，從而影響加工精度。為了滿足生產的需要，使工件加工質量保持穩定，提高生產效率，解決數控車床加工深孔的不足，設計了一種車削深孔內球面的專用刀具，可在普通車床上進行深孔內球面的加工。

刀具設計

設計專用刀具應在能使切屑順利排出的前提下，盡量提高刀桿的強度和剛度，避免加工過程中刀桿的振動，確保加工精度，并實現刀具的旋轉，達到車削內球面的功能。

按照工件的深度和內孔直徑，根據曲柄連桿機構的原理，設計的車削深孔內球面專用刀具如圖2所示。刀桿直徑110mm，長度約2000mm。

                 1.車刀 2.旋轉體 3.連桿 4.刀座 5.刀桿 6.拉桿軸
                   7.封板 8.定位軸、軸套、螺母、墊圈 9.銷軸
                                    圖2
車削深孔內球面的專用刀具主要由刀桿、刀座、封板、拉桿軸、連桿、旋轉體等組成。刀桿、刀座、封板焊接成剛性體，拉桿軸可以在刀座與封板的內孔中自由滑動。拉桿軸與連桿，連桿與旋轉體通過銷軸連接，旋轉體與刀座通過定位軸、軸套進行連接。各連接件之間均采用滑動配合。
為避免在車削內球面過程中，連桿機構出現死點，在組裝專用刀具時應將旋轉體向前偏斜一個角度。

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