CN103934487A - 一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法 - Google Patents

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陈永亮
张彦
成国富
王淑琴
赵军
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Abstract

一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法，本发明涉及一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法，本发明为了解决现有技术中深孔加工时，孔的轴线易歪斜，在加工时容易引偏和振动，刀具的散热条件差，切削温度升高会使刀具的耐用度降低，切宵排除困难，不仅会划伤已加工表面，严重时还会引起刀具的崩刃至折断的问题，所述镗削工具包括镗刀杆、镗刀和四个导向块，镗刀杆左端向右加工有长槽和两个卡槽，镗刀杆右端向左加工有冷却液流通孔，冷却液流通孔左端沿径向均布加工有多个冷却液喷出孔，镗刀穿过长槽卡装在镗刀杆的两个卡槽上，四个导向块设置在镗刀杆上，本发明用于汽轮机套筒深孔时使用。

Description

一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法。
背景技术
机械加工中将孔的长度与直径之比大于五的孔,称为深孔。深孔加工比一般孔加工难度大。在汽轮机调节部套中存在一定数量的长套筒，不仅孔深而且对精度和表面粗糙度的要求也很高。由于零件较长，对深孔加工时常采用“一夹一托”的方法，但普遍存在下列问题：深孔加工时，孔的轴线易歪斜，这是因为深孔刀具细长，刚性差，强度低，在加工时容易引偏和振动，刀具的散热条件差，切削温度升高会使刀具的耐用度降低，切宵排除困难，不仅会划伤已加工表面，严重时还会引起刀具的崩刃至折断。
发明内容
本发明为了解决现有技术中深孔加工时，孔的轴线易歪斜，在加工时容易引偏和振动，刀具的散热条件差，切削温度升高会使刀具的耐用度降低，切宵排除困难，不仅会划伤已加工表面，严重时还会引起刀具的崩刃至折断的问题，进而提出一种用于汽轮机套筒深孔加工镗削工具及深孔加工方法。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：所述镗削工具包括镗刀杆、镗刀和四个导向块，导向块为长方形块体，导向块的一个侧面加工有弧形面，镗刀杆左端向右加工有长槽，且镗刀杆的外圆上靠近长槽的右端对称加工有两个卡槽，镗刀杆右端向左加工有冷却液流通孔，冷却液流通孔左端沿径向均布加工有多个冷却液喷出孔，且每个冷却液喷出孔的沿长度方向的中心线与镗刀杆沿长度方向的中心线所成的角度为a，a为锐角，镗刀穿过长槽卡装在镗刀杆的两个卡槽上，四个导向块设置在镗刀杆上，每个导向块与弧形面相对的一个面卡装在镗刀杆的外圆面上。
一种汽轮机套筒深孔镗削加工方法，所述方法时按下述步骤实现的：
步骤一：下料：准备下料圆钢，圆钢的长度为398mm，圆钢的直径为95mm，保证坯料经过加工之后能达到汽轮机套筒所使用的尺寸；
步骤二：装卡、找正和定位：将圆钢的一端通过车床的四爪卡盘装卡在机床上，圆钢的另一端通过车床上的顶尖顶住圆钢的圆心，并按照外圆进行找正，将车刀正确安装在车床的刀架上，通过车床上的外圆车刀在圆钢的另一端加工长度为50mm直径为90mm的圆柱体，并在加工之后的圆柱体外圆面下端安装有中心架，中心架安装在车床的轨道上，通过中心架支撑在圆柱体上；
步骤三：粗车：开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为86mm，使圆钢的外圆面留有3mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为24mm，使圆钢的内孔留有3mm的加工余量，关闭车床；
步骤四：调质：对粗加工后的圆钢进行调质处理；
步骤五：精车：二次划线找正，装卡找正开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为83mm，使圆钢的外圆面留有1.5mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为27mm，使圆钢的内孔留有1.5mm的加工余量，关闭车床；
步骤六：回火：对精加工之后的圆钢进行回火处理；
步骤七：用车床对圆钢的内孔进行粗镗削：拆下刀架，将镗刀和四个导向块安装镗刀杆上，选用镗刀为第一刀具的刀尖和第二刀具的刀尖的距离为27.75mm的镗刀，并将镗刀杆安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆、镗刀和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆上冷却液流通孔的右端与冷却液连接，将镗刀伸入到圆钢的内孔中进行加工，通过第一刀具和第二刀具进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa；
步骤八：用车床对圆钢的内孔进行精镗削：将镗刀和四个导向块安装镗刀杆上，选用镗刀为第一刀具的刀尖和第二刀具的刀尖的距离为29.75mm的镗刀，并将镗刀杆安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆、镗刀和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆上冷却液流通孔的右端与冷却液连接，将镗刀伸入到圆钢的内孔中进行精镗，将圆钢的内孔加工成汽轮机套筒所需的汽轮机套筒深孔通过第一刀具和第二刀具进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa。
本发明的有益效果是：通过本发明中粗镗时选用镗刀2为第一刀刃刀尖和第二刀刃刀尖的距离为27.75mm的镗刀2，镗刀上的第一刀具2-7和第二刀具2-8对圆钢坯料同时进行粗镗加工，粗加工之后通过选用第一刀具2-7刀尖和第二刀具2-8刀尖的距离为29.75mm的镗刀2对圆钢内孔进行精镗加工，加工时第一刀具2-7主切削刃与上端面2-1成45°角第二刀具2-8的主切削刃和下端面成45°角切削加工时，同时受向心力，防止了加工内孔的轴线发生偏斜现象以及加工时容易引偏现象的发生，保证了加工后的汽轮机套筒深孔的轴线为直线，通过泠却液对加工工具和加工工件进行冷却，增加了工具的使用寿命，泠却液的进给压力为78x10000pa，通过冷却液将加工后的切屑冲出，不影响工件的加工，防止了切屑对工件损伤，同时保证了刀具的使用安全，本发明具有使用方便快捷的特点。
附图说明
图1是本发明刀具的整体结构主视图,图2是图1中A-A向视图，图3是图2中镗刀杆1的主视图，图4是本发明中镗刀2的主视图，图5是图4的左视图，图6是第二刀具2-8的剖视图，图7是第一刀具2-7的剖视图，图8是本发明加工后汽轮机套筒深孔图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述镗削工具包括镗刀杆1、镗刀2和四个导向块3，导向块3为长方形块体，导向块3的一个侧面加工有弧形面3-1，镗刀杆1左端向右加工有长槽1-1，且镗刀杆1的外圆上靠近长槽1-1的右端对称加工有两个卡槽1-2，镗刀杆1右端向左加工有冷却液流通孔1-3，冷却液流通孔1-3左端沿径向均布加工有多个冷却液喷出孔1-4，且每个冷却液喷出孔1-4的沿长度方向的中心线与镗刀杆1沿长度方向的中心线所成的角度为a，a为锐角，镗刀2穿过长槽1-1卡装在镗刀杆1的两个卡槽1-2上，四个导向块3设置在镗刀杆1上，每个导向块3与弧形面3-1相对的一个面卡装在镗刀杆1的外圆面上。
具体实施方式二：结合图1、图2、图4-图7说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述镗刀2为长方体，长方体分为上端面2-1、下端面2-2、左端面2-3、右端面2-4、前端面2-5和后端面2-6，靠近长方体的上端面2-1加工有第一刀具2-7，靠近长方体的下端面2-2加工有第二刀具2-8，第一刀具2-7和第二刀具2-8之间为刀柄2-9，且第一刀具2-7的刀头和第二刀具2-8的刀头均靠近长方体的左端面2-3，第一刀具2-7的主切削刃与上端面2-1所成的角度为45°，第二刀具2-8主切削刃与下端面2-2所成的角度为45°，第一刀具2-7的主前角为12°，第一刀具2-7的主后角为10°，第一刀具2-7的副前角为6°，第一刀具2-7的副后角为6°，第二刀具2-8的主前角为12°，第二刀具2-8的主后角为10°，第二刀具2-8的副前角为6°，第二刀具2-8的副后角为6°，长方体左端面2-3的中心处加工有圆槽2-12，长方体的右端加工有长方形凹槽2-10，且长方形凹槽2-10槽底的两端分别加工有两个第一凹槽2-11，镗刀2右端的长方形凹槽2-10穿过长槽1-1卡装在两个卡槽1-2上，且镗刀2前端面2-5的镗刀杆1设有两个导向块3，镗刀2后端面2-6的镗刀杆1设有两个导向块3，第一刀具2-7的凹槽和第二刀具2-8的凹槽背向设置，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述第一刀刃的刀尖和第二刀刃的刀尖与四个导向块3的弧形面3-1在同一个圆的弧上，镗刀2的长为L,L的取值为35mm，所述第一刀刃的刀尖和第二刀刃的刀尖的距离为20mm-30mm，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述镗削工具还包括顶丝4，镗刀杆1的长槽1-1加工有内螺纹，顶丝4通过螺纹连接安装在镗刀杆1上，且顶丝4的顶端顶在圆槽的槽底上，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述a的取值范围为20°～50°，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，所述导向块3是由MHT250材料制成的，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1-图8说明本实施方式，本实施方式所述一种汽轮机套筒深孔镗削加工方法，采用具体实施方式一、二、三、四、五或六所述装置实现的，具体实现步骤如下：
步骤一：下料：准备下料圆钢，圆钢的长度为398mm，圆钢的直径为95mm，保证坯料经过加工之后能达到汽轮机套筒所使用的尺寸；
步骤二：装卡、找正和定位：将圆钢的一端通过车床的四爪卡盘装卡在机床上，圆钢的另一端通过车床上的顶尖顶住圆钢的圆心，并按照外圆进行找正，将车刀正确安装在车床的刀架上，通过车床上的外圆车刀在圆钢的另一端加工长度为50mm直径为90mm的圆柱体，并在加工之后的圆柱体外圆面下端安装有中心架，中心架安装在车床的轨道上，通过中心架支撑在圆柱体上；
步骤三：粗车：开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为86mm，使圆钢的外圆面留有3mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为24mm，使圆钢的内孔留有3mm的加工余量，关闭车床；
步骤四：调质：对粗加工后的圆钢进行调质处理；
步骤五：精车：二次划线找正，装卡找正开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为83mm，使圆钢的外圆面留有1.5mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为27mm，使圆钢的内孔留有1.5mm的加工余量，关闭车床；
步骤六：回火：对精加工之后的圆钢进行回火处理；
步骤七：用车床对圆钢的内孔进行粗镗削：拆下刀架，将镗刀2和四个导向块3安装镗刀杆1上，选用镗刀2为第一刀具2-7的刀尖和第二刀具2-8的刀尖的距离为27.75mm的镗刀2，并将镗刀杆1安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆1、镗刀2和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆1上冷却液流通孔1-3的右端与冷却液连接，将镗刀2伸入到圆钢的内孔中进行加工，通过第一刀具2-7和第二刀具2-8进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa；
步骤八：用车床对圆钢的内孔进行精镗削：将镗刀2和四个导向块3安装镗刀杆1上，选用镗刀2为第一刀具2-7的刀尖和第二刀具2-8的刀尖的距离为29.75mm的镗刀2，并将镗刀杆1安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆1、镗刀2和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆1上冷却液流通孔1-3的右端与冷却液连接，将镗刀2伸入到圆钢的内孔中进行精镗，将圆钢的内孔加工成汽轮机套筒所需的汽轮机套筒深孔5通过第一刀具2-7和第二刀具2-8进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa。
具体实施方式八：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述一种汽轮机套筒深孔镗削加工方法，所述冷却液为硫化油，其它与具体实施方式七相同。

Claims (8)

1.一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述镗削工具包括镗刀杆(1)、镗刀(2)和四个导向块(3)，导向块(3)为长方形块体，导向块(3)的一个侧面加工有弧形面(3-1)，镗刀杆(1)左端向右加工有长槽(1-1)，且镗刀杆(1)的外圆上靠近长槽(1-1)的右端对称加工有两个卡槽(1-2)，镗刀杆(1)右端向左加工有冷却液流通孔(1-3)，冷却液流通孔(1-3)左端沿径向均布加工有多个冷却液喷出孔(1-4)，且每个冷却液喷出孔(1-4)的沿长度方向的中心线与镗刀杆(1)沿长度方向的中心线所成的角度为a，a为锐角，镗刀(2)穿过长槽(1-1)卡装在镗刀杆(1)的两个卡槽(1-2)上，四个导向块(3)设置在镗刀杆(1)上，每个导向块(3)与弧形面(3-1)相对的一个面卡装在镗刀杆(1)的外圆面上。
2.根据权利要求1所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述镗刀(2)为长方体，长方体分为上端面(2-1)、下端面(2-2)、左端面(2-3)、右端面(2-4)、前端面(2-5)和后端面(2-6)，靠近长方体的上端面(2-1)加工有第一刀具(2-7)，靠近长方体的下端面(2-2)加工有第二刀具(2-8)，第一刀具(2-7)和第二刀具(2-8)之间为刀柄(2-9)，且第一刀具(2-7)的刀头和第二刀具(2-8)的刀头均靠近长方体的左端面(2-3)，第一刀具(2-7)的主切削刃与上端面(2-1)所成的角度为45°，第二刀具(2-8)主切削刃与下端面(2-2)所成的角度为45°，第一刀具(2-7)的主前角为12°，第一刀具(2-7)的主后角为10°，第一刀具(2-7)的副前角为6°，第一刀具(2-7)的副后角为6°，第二刀具(2-8)的主前角为12°，第二刀具(2-8)的主后角为10°，第二刀具(2-8)的副前角为6°，第二刀具(2-8)的副后角为6°，长方体左端面(2-3)的中心处加工有圆槽(2-12)，长方体的右端加工有长方形凹槽(2-10)，且长方形凹槽(2-10)槽底的两端分别加工有两个第一凹槽(2-11)，镗刀(2)右端的长方形凹槽(2-10)穿过长槽(1-1)卡装在两个卡槽(1-2)上，且镗刀(2)前端面(2-5)的镗刀杆(1)设有两个导向块(3)，镗刀(2)后端面(2-6)的镗刀杆(1)设有两个导向块(3)。
3.根据权利要求1所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述第一刀刃的刀尖和第二刀刃的刀尖与四个导向块(3)的弧形面(3-1)在同一个圆的弧上，镗刀(2)的长为L,L的取值为35mm，所述第一刀刃的刀尖和第二刀刃的刀尖的距离为20mm-30mm。
4.根据权利要求1所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述镗削工具还包括顶丝(4)，镗刀杆(1)的长槽(1-1)加工有内螺纹，顶丝(4)通过螺纹连接安装在镗刀杆(1)上，且顶丝(4)的顶端顶在圆槽的槽底上。
5.根据权利要求1所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述a的取值范围为20°～50°。
6.根据权利要求1所述一种用于汽轮机套筒深孔镗削加工工具，其特征在于：所述导向块(3)是由HT250材料制成的。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述一种汽轮机套筒深孔镗削加工方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：下料：准备下料圆钢，圆钢的长度为398mm，圆钢的直径为95mm，保证坯料经过加工之后能达到汽轮机套筒所使用的尺寸；
步骤二：装卡、找正和定位：将圆钢的一端通过车床的四爪卡盘装卡在机床上，圆钢的另一端通过车床上的顶尖顶住圆钢的圆心，并按照外圆进行找正，将车刀正确安装在车床的刀架上，通过车床上的外圆车刀在圆钢的另一端加工长度为50mm直径为90mm的圆柱体，并在加工之后的圆柱体外圆面下端安装有中心架，中心架安装在车床的轨道上，通过中心架支撑在圆柱体上；
步骤三：粗车：开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为86mm，使圆钢的外圆面留有3mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为24mm，使圆钢的内孔留有3mm的加工余量，关闭车床；
步骤四：调质：对粗加工后的圆钢进行调质处理；
步骤五：精车：二次划线找正，装卡找正开启车床，通过车床对圆钢的外圆面进行加工，将圆钢的外圆面进行加工，使加工后的圆钢的外圆直径为83mm，使圆钢的外圆面留有1.5mm加工余量，将麻花钻钻头安装在车床上，通过麻花钻钻头对圆钢进行钻孔，钻孔的直径为27mm，使圆钢的内孔留有1.5mm的加工余量，关闭车床；
步骤六：回火：对精加工之后的圆钢进行回火处理；
步骤七：用车床对圆钢的内孔进行粗镗削：拆下刀架，将镗刀(2)和四个导向块(3)安装镗刀杆(1)上，选用镗刀(2)为第一刀具(2-7)的刀尖和第二刀具(2-8)的刀尖的距离为27.75mm的镗刀(2)，并将镗刀杆(1)安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆(1)、镗刀(2)和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆(1)上冷却液流通孔(1-3)的右端与冷却液连接，将镗刀(2)伸入到圆钢的内孔中进行加工，通过第一刀具(2-7)和第二刀具(2-8)进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa；
步骤八：用车床对圆钢的内孔进行精镗削：将镗刀(2)和四个导向块(3)安装镗刀杆(1)上，选用镗刀(2)为第一刀具(2-7)的刀尖和第二刀具(2-8)的刀尖的距离为29.75mm的镗刀(2)，并将镗刀杆(1)安装在车床上并找正，圆钢安装在机床的四爪卡盘上，使镗刀杆(1)、镗刀(2)和圆钢的同轴度小于等于0.02mm，开启机床，镗刀杆(1)上冷却液流通孔(1-3)的右端与冷却液连接，将镗刀(2)伸入到圆钢的内孔中进行精镗，将圆钢的内孔加工成汽轮机套筒所需的汽轮机套筒深孔(5)通过第一刀具(2-7)和第二刀具(2-8)进行粗镗加工，通过车床转速为25r/min，车床的进给量为0.13mm/r，车床泠却液的进给压力为78x10000pa。
8.根据权利要求7所述一种汽轮机套筒深孔镗削加工方法，其特征在于：所述冷却液为硫化油。
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