CN106623989B - 一种鼓肚内腔零件的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鼓肚内腔零件的加工方法，步骤包括：1)将圆刀杆夹持在卡子孔中，将安装柄在卧式车床的刀架上安装牢靠；2)将大台阶鼓肚内腔零件装卡在卧式车床上并找正好；3)拆掉螺母，将长螺杆向圆刀杆的内孔中推进，长螺杆依次带动滑块和连接板推进，使纵向刀杆与圆刀杆纵向平行，通过刀架的平移使弯折式内孔车刀杆进入大台阶鼓肚内腔零件的内孔中；然后再回退长螺杆，使纵向刀杆与圆刀杆纵向垂直，拧紧螺母，沿纵向固定住长螺杆；4)启动卧式车床，通过刀架的平移使弯折式内孔车刀杆的车刀移动至大台阶鼓肚内腔零件的鼓肚形内孔内表面，对刀后开始进给车削，即成。本发明的方法，工装简单，操作方便。

Description

一种鼓肚内腔零件的加工方法
技术领域
本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种鼓肚内腔零件的加工方法。
背景技术
在大型发电机等设备中，有一种大台阶鼓肚内腔的中空轴类零件，如图1所示，由于其在工作过程中要高速运转，对强度和动平衡性要求极高，所以这个鼓肚内腔通常要采用整体材料进行机加工而成，同时与装配式的和焊接式的结构相比，整体式的鼓肚内腔的中空轴也增强了设备运转的可靠性。但是普通的内腔车削方法只能加工较小台阶的内腔，对于台阶尺寸H大于100mm台阶的鼓肚内腔无法加工。
因此研制一种(大台阶)鼓肚内腔零件的加工装置及方法，实现(大台阶)鼓肚内腔零件的高效车削，成为机械制造行业的一项技术难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种鼓肚内腔零件的加工方法，解决了现有技术中没有合适的工装，对大台阶鼓肚内腔零件难以进行有效车削的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种鼓肚内腔零件的加工方法，在卧式车床上，利用弯折式内孔车刀杆和卡子两种工装，按照以下步骤具体实施：
步骤1、将弯折式内孔车刀杆的圆刀杆夹持在卡子主体的卡子孔中，利用多个把合螺栓通过各个把合孔将卡子孔的开口卡紧，使得圆刀杆在卡子孔中固定牢靠，再将卡子主体的安装柄在卧式车床的刀架上安装牢靠，此时圆刀杆的轴心线与卧式车床的回转中心等高；
步骤2、将被加工对象大台阶鼓肚内腔零件通过卡盘和中心架以卡架的方式装卡在卧式车床上，并按照找正基准找正好，保证大台阶鼓肚内腔零件的轴心线、圆刀杆的轴心线及车刀的刀尖部均与卧式车床的回转中心等高；
步骤3、拆掉螺母，将长螺杆向圆刀杆的内孔中推进，长螺杆依次带动滑块和连接板推进，使纵向刀杆以销轴一为支点旋转90°，使纵向刀杆与圆刀杆纵向平行，通过刀架的平移使弯折式内孔车刀杆进入大台阶鼓肚内腔零件的内孔中；然后再回退长螺杆，使纵向刀杆以销轴一为支点返回旋转90°，使纵向刀杆与圆刀杆纵向垂直，拧紧螺母，沿纵向固定住长螺杆；
步骤4、启动卧式车床，卡盘带动大台阶鼓肚内腔零件回转，通过刀架的平移使弯折式内孔车刀杆的车刀移动至大台阶鼓肚内腔零件的鼓肚形内孔内表面，对刀后开始进给车削，走完第一刀后，按照图纸要求沿直径方向进给再走第二刀；
如此重复，直至被加工对象大台阶鼓肚内腔零件的鼓肚形内孔的尺寸达到要求。
本发明的有益效果是，该工装结构简单，操作方便，在现有的通用设备基础上就可实现对大台阶鼓肚内腔零件进行车削。
附图说明
图1是本发明方法所要加工的大台阶鼓肚内腔零件的剖视图；
图2是本发明方法所使用的弯折式内孔车刀杆的主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的左视图；
图5是图2中的A-A截面剖视图(纵向刀杆弯折90°状态)；
图6是图2中的B-B截面剖视图；
图7是本发明方法中的弯折式内孔车刀杆未弯折时的剖视图；
图8是本发明方法中的卡子的主视图；
图9是图8的俯视图；
图10是本发明方法进行车削时的状态主视图；
图11是图10的俯视图。
图中，1.大台阶鼓肚内腔零件，2.鼓肚形内孔，3.盖板，4.圆刀杆，5.支承头，6.支承块，7.纵向刀杆，8.长槽，9.销轴一，10.滑块，11.连接板，12.销轴二，13.销轴三，14.螺母，15.长螺杆，16.导向键，17.车刀，18.开口，19.卡子孔，20.安装柄，21.把合孔，22.键槽，23.刀架，24.卡盘，25.中心架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参照图1，是本发明的加工对象大台阶鼓肚内腔零件1的截面结构，在大台阶鼓肚内腔零件1上需要加工鼓肚形内孔2，该鼓肚形内孔2的台阶尺寸H大于100mm。加工过程中要保证工装伸进大台阶鼓肚内腔零件1中的刚度和进出方便，完成鼓肚形内孔2的车削。
本发明方法采用的工装结构是，包括弯折式内孔车刀杆和卡子，该二者配套共同配合完成加工对象的车削。
参照图2、图3、图4、图5、图6、图7，本发明方法采用的弯折式内孔车刀杆的结构是，包括横向刀杆，横向刀杆由后端的盖板3、中间段的圆刀杆4和前端的支承头5依次焊接为一体，盖板3的轴心孔为光孔，该光孔中穿有长螺杆15，长螺杆15外露的螺纹段上套装有螺母14(盖板3的轴心孔是光孔不是螺纹孔，便于向内推进长螺杆15并且通过螺母14固定长螺杆15的进入位置)；圆刀杆4的内腔中滑动套装有(圆柱形)滑块10，长螺杆15前端与滑块10后端传动连接；支承头5的前端面固定有支承块6，支承头5的圆周沿水平方向一侧纵向开有通透的长开槽，该长开槽中设置有弯曲的连接板11，支承块6通过销轴一9与纵向刀杆7尾端(旋转支点端)铰接，纵向刀杆7中部通过销轴二12与连接板11前端铰接，连接板11后端通过销轴三13与滑块10前端铰接；纵向刀杆7前端设置有刀槽并安装有车刀17；圆刀杆4的外圆周沿水平方向任一侧表面安装有导向键16，圆刀杆4上的导向键16与支承头5的长开槽中心线在径向共面，用于加工工件时防止纵向刀杆7因偏重及切削力的影响在卡子内转动；
纵向刀杆7从中部朝向尾端开有长槽8，支承块6夹持在纵向刀杆7的长槽8中并用销轴一9铰接，连接板11也夹持在纵向刀杆7的长槽8中并用销轴二12铰接，这样纵向刀杆7可以相对横向刀杆以销轴一9为支点旋转，销轴一9和销轴二12保证了纵向刀杆7的刚性，纵向刀杆7前端的刀槽中安装有车刀17，车刀17安装好后应保证车刀17的刀尖高度与圆刀杆4的轴线中心高度一致，即刀尖的高度与圆刀杆4的轴线，都应与工件的轴线以及机床的回转中心等高，如果不等高就会影响刀具的工艺角度，同时进给时机床的进给量与加工工件上的实际进给量出现偏差，见图4；滑块10在长螺杆15的推拉作用下可在圆刀杆4的内孔中滑动，连接板11两端各自通过销轴二12和销轴三13分别与纵向刀杆7和滑块10铰接。
见图5，当弯折式内孔车刀杆需要工作时，拆掉螺母14，向外回拉长螺杆15从圆刀杆4的内孔中慢慢退出，长螺杆15通过滑块10及连接板11带动纵向刀杆7向回转动，直至纵向刀杆7与支承头5的前端垂直，直至纵向刀杆7弯折到最大直角状态；然后安装并固定住长螺杆15上的螺母14，使得长螺杆15可靠固定，保证纵向刀杆7的工作位置状态可靠定位。
见图7，当弯折式内孔车刀杆需要伸进或退出大台阶鼓肚内腔零件1的内孔中时，拆掉螺母14，使得长螺杆15向前在圆刀杆4的内孔中推进(即向图7左侧推进)，长螺杆15依次带动滑块10和连接板11向前移动使纵向刀杆7以销轴一9为支点旋转90°，直至纵向刀杆7与圆刀杆4纵向平行，成为如图7所示的纵向直杆状态，方便伸入大台阶鼓肚内腔零件1的内孔中。
参照图8和图9，本发明方法采用的卡子结构是，包括卡子主体，卡子主体中心为圆形的卡子孔19，卡子孔19沿直径一边设置有开口18，卡子孔19沿直径另一边外圆周上固定安装有安装柄20，即安装柄20与开口18分别设置在沿直径方向的两边，并且开口18中心线、卡子孔19的轴心线与安装柄20的上表面等高(即卡子主体实际安装时是如图8的水平状态)，以使安装后圆刀杆4的中心高与卧式车床回转中心的高度一致；安装柄20的厚度尺寸C应按照所使用卧式车床的刀方高度确定；卡子孔19的直径D应按照圆刀杆4的外圆直径d确定，两者采用H8/f7的较大间隙公差配合，既可以满足配合精度又使得安装调整比较容易；开口18外端上下沿对应开有多对把合孔21，开口18和把合孔21是为了将圆刀杆4与卡子主体把合牢靠；卡子孔19内壁还加工有键槽22，键槽22的作用是装入圆刀杆4后与导向键16配合，防止纵向刀杆7因偏重及切削力的影响使得圆刀杆4在卡子孔19内转动。
本发明的加工方法，参照图10、图11，在卧式车床上，利用上述的两个工装配套，按照以下步骤具体实施：
步骤1、将弯折式内孔车刀杆的圆刀杆4夹持在卡子主体的卡子孔19中，并且将导向键16与键槽22卡装良好，利用多个把合螺栓通过各个把合孔21将卡子孔19的开口18卡紧，使得圆刀杆4在卡子孔19中固定牢靠，再将卡子主体的安装柄20在卧式车床的刀架23上安装牢靠，此时圆刀杆4的轴心线与卧式车床的回转中心等高，见图10；
安装时应在满足加工部位长度的情况下，使得圆刀杆4向前伸出卡子孔19的长度尽量短一些，以提高弯折式内孔车刀杆在车削过程中的刚性；
步骤2、将被加工对象大台阶鼓肚内腔零件1通过卡盘24和中心架25以卡架的方式装卡在卧式车床上，并按照找正基准找正好，保证大台阶鼓肚内腔零件1的轴心线、圆刀杆4的轴心线及车刀17的刀尖部均与卧式车床的回转中心等高，见图10；
步骤3、拆掉螺母14，将长螺杆15向圆刀杆4的内孔中推进，长螺杆15依次带动滑块10和连接板11推进，使纵向刀杆7以销轴一9为支点旋转90°，使纵向刀杆7与圆刀杆4纵向平行，成为如图7所示的折叠状态，通过刀架23的平移使弯折式内孔车刀杆进入大台阶鼓肚内腔零件1的内孔中；然后再回退长螺杆15，使纵向刀杆7以销轴一9为支点返回旋转90°，使纵向刀杆7与圆刀杆4纵向垂直，成为如图5所示的车削状态(弯折状态)，拧紧螺母14，沿纵向固定住长螺杆15，保证纵向刀杆7的弯折状态固定可靠，见图11；
步骤4、启动卧式车床，卡盘24带动大台阶鼓肚内腔零件1回转，通过刀架23的平移使弯折式内孔车刀杆的车刀17移动至大台阶鼓肚内腔零件1的鼓肚形内孔2内表面，对刀后开始进给车削，走完第一刀后，按照图纸要求沿直径方向进给再走第二刀；如此重复，直至被加工对象大台阶鼓肚内腔零件1的鼓肚形内孔2的尺寸达到要求。

Claims (4)

1.一种鼓肚内腔零件的加工方法，其特征在于，在卧式车床上，利用弯折式内孔车刀杆和卡子两种工装，按照以下步骤具体实施：
步骤1、将弯折式内孔车刀杆的圆刀杆(4)夹持在卡子主体的卡子孔(19)中，利用多个把合螺栓通过各个把合孔(21)将卡子孔(19)的开口(18)卡紧，使得圆刀杆(4)在卡子孔(19)中固定牢靠，再将卡子主体的安装柄(20)在卧式车床的刀架(23)上安装牢靠，此时圆刀杆(4)的轴心线与卧式车床的回转中心等高；
步骤2、将被加工对象大台阶鼓肚内腔零件(1)通过卡盘(24)和中心架(25)以卡架的方式装卡在卧式车床上，并按照找正基准找正好，保证大台阶鼓肚内腔零件(1)的轴心线、圆刀杆(4)的轴心线及车刀(17)的刀尖部均与卧式车床的回转中心等高；
步骤3、拆掉螺母(14)，将长螺杆(15)向圆刀杆(4)的内孔中推进，长螺杆(15)依次带动滑块(10)和连接板(11)推进，使纵向刀杆(7)以销轴一(9)为支点旋转90°，使纵向刀杆(7)与圆刀杆(4)纵向平行，通过刀架(23)的平移使弯折式内孔车刀杆进入大台阶鼓肚内腔零件(1)的内孔中；然后再回退长螺杆(15)，使纵向刀杆(7)以销轴一(9)为支点返回旋转90°，使纵向刀杆(7)与圆刀杆(4)纵向垂直，拧紧螺母(14)，沿纵向固定住长螺杆(15)；
步骤4、启动卧式车床，卡盘(24)带动大台阶鼓肚内腔零件(1)回转，通过刀架(23)的平移使弯折式内孔车刀杆的车刀(17)移动至大台阶鼓肚内腔零件(1)的鼓肚形内孔(2)内表面，对刀后开始进给车削，走完第一刀后，按照图纸要求沿直径方向进给再走第二刀；
如此重复，直至被加工对象大台阶鼓肚内腔零件(1)的鼓肚形内孔(2)的尺寸达到要求。
2.根据权利要求1所述的鼓肚内腔零件的加工方法，其特征在于：所述的弯折式内孔车刀杆的结构是，包括横向刀杆，横向刀杆由后端的盖板(3)、中间段的圆刀杆(4)和前端的支承头(5)依次焊接为一体，盖板(3)的轴心孔为光孔，该光孔中穿有长螺杆(15)，长螺杆(15)外露的螺纹段上套装有螺母(14)；圆刀杆(4)的内腔中滑动套装有滑块(10)，长螺杆(15)前端与滑块(10)后端传动连接；支承头(5)的前端面固定有支承块(6)，支承头(5)的圆周沿水平方向一侧纵向开有通透的长开槽，该长开槽中设置有弯曲的连接板(11)，支承块(6)通过销轴一(9)与纵向刀杆(7)尾端铰接，纵向刀杆(7)中部通过销轴二(12)与连接板(11)前端铰接，连接板(11)后端通过销轴三(13)与滑块(10)前端铰接；纵向刀杆(7)前端设置有刀槽并安装有车刀(17)。
3.根据权利要求2所述的鼓肚内腔零件的加工方法，其特征在于：所述的纵向刀杆(7)从中部朝向尾端开有长槽(8)，支承块(6)夹持在纵向刀杆(7)的长槽(8)中并用销轴一(9)铰接，连接板(11)也夹持在纵向刀杆(7)的长槽(8)中并用销轴二(12)铰接。
4.根据权利要求1所述的鼓肚内腔零件的加工方法，其特征在于：所述的卡子，其结构是，在卡子主体中心为圆形的卡子孔(19)，卡子孔(19)沿直径一边设置有开口(18)，卡子孔(19)沿直径另一边外圆周上固定安装有安装柄(20)，并且开口(18)中心线、卡子孔(19)的轴心线与安装柄(20)的上表面等高；开口(18)外端上下沿对应开有多对把合孔(21)。
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