CN112518257B - 以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度内孔及以抛光代磨的深孔加工方法，采用的加方法为粗车架位—粗镗内孔—粗车外圆—去应力回火—精车架位—精镗内孔，具体为半精镗、精镗、浮镗—抛光内孔代替珩磨，抛光内孔时将抛光电机及叶轮用专用工装固定在镗刀体上，镗刀体上装木键支撑内孔用叶轮对内孔进行抛光，依靠螺栓槽调整抛光量，抛光后内孔圆柱度≤0.03mm，表面光洁度≤Ra0.8，满足产品技术要求，降低了生产成本，缩短了生产周期。
Description
技术领域
本发明属于深孔精加工技术领域，尤其涉及一种对大规格空心管类产品的
深孔进行高精度加工的以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法。
背景技术
在加工成套空心管产品时，如产品有五节，每节内孔均为φ450mm、圆柱度≤0.03mm、表面粗糙度≤Ra1.6μm、内孔公差0.1mm的高精度深孔，五节产品精加装配后全长近20米，装配后内孔用1500mm长样规进行过规检测，样规与内孔的最小间隙仅为0.1mm，因此，产品内孔质量直接影响到样规是否顺利通过及最终装配后产品质量。要满足产品内孔形状、尺寸精度及表面粗糙度的要求，常用的加工方法是多刀镗孔后珩磨，而目前有的企业只能珩磨内径最大为φ300mm，无φ450mm大规格内孔的珩磨能力，若珩磨工序外协，费用近20余万元且周期长，在这种情况下，如何通过优化工艺方法、工艺参数、并采用以抛代珩磨的加工方法，来保证产品内孔质量、缩短生产周期、降低生产成本是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种可以降低生产成本，缩短生产周期的以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法。
本发明采用的加工方法如下：
一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，在深孔上采用以叶轮抛光代替珩磨的方法实现高精度内孔的加工，具体是按照以下步骤实现的：
步骤1）、粗车架位：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，在距工件两端500mm处各车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，并平两端端面见光；
步骤2）、粗镗内孔：在深孔镗床上采用一夹一架，用中心架架在架位处方式夹紧工件，找两端架位处外圆跳动≤0.5mm后粗镗内孔至φ440mm，距精加内孔尺寸留量10mm；
步骤3）、粗车外圆：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，粗车外圆，距精加留量8~10mm；
步骤4）、去应力回火：采用井式炉去应力回火消除粗加时的加工应力，回火温度500℃-600℃，减少工件精加时的变形；
步骤5）、精车架位：在精加车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，在距工件两端500mm处各精车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，控制架位处的圆度≤0.02mm，粗糙度≤Ra6.3μm，减少误差复映，保证内孔圆度；
步骤6）、精镗内孔：分为半精镗、精镗、浮镗，在深孔镗床上采用一夹一架方式夹紧工件，即工件一端用深孔主轴夹紧， 一端用中心架支撑工件架位处，将工件找正后复检托架滚轮、架位跳动≤0.02mm，换上镗孔刀具半精镗、精镗内孔；换上浮镗刀具浮镗至内孔，浮镗后保证工件两端内孔直径差≤0.05mm；
步骤7）、抛光内孔：
①首先准备抛光装置，将抛光电机固定在电机座上，电机座通过连接螺栓固定在镗刀体上，将连接螺栓槽制做为长槽形，通过连接螺栓槽来调整电机座位置来实现抛光量的调整，镗刀体通过镗刀体连接柄与深孔镗杆连接，在镗刀体上安装有支撑木键，在电机轴的连接轴上安装有连接轴的连接环，叶轮安装在连接轴的连接环上，叶轮的两端靠叶轮挡圈固定；
②粗抛消除镗孔刀纹，采用叶轮粗抛，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反；首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量设定为 f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端；
③精抛提高表面粗糙度至≤Ra0.8，采用叶轮精抛，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反；首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量 设定为f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后在推抛完成后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端，抛光后内孔表面光洁度≤Ra0.8μm。
在步骤6）中，换上镗孔刀具进行半精镗、精镗时，半精镗、精镗内孔至Ø448±0.2mm，控制主轴n=30-40r/min，镗杆f=20-30mm/min；换上浮镗刀具浮镗时，浮镗至孔径为φ450mm，控制主轴n=30-40r/min，镗杆f=50-70mm/min。
在步骤7）中，镗刀体上安装有4条支撑木键。
在步骤7）中，粗抛和精抛采用叶轮粒度均为100粒度。
本发明实施后效果：确定合理的高精度内孔加工工艺及方法，在镗孔时采用多刀镗削的加工方法减少应力变形及误差复映，保证内孔直径Ø450mm，经检测，内孔尺寸符合要求，圆柱度达到0.03mm，表面粗糙度≤Ra0.8μm，产品五节装配后用1500mm长样规过内孔，全长顺利通过，达到产品相应技术要求，降低了生产成本，缩短了生产周期。
附图说明
图1为本发明的产品结构示意图。
图2为本发明在深孔镗床上以抛代磨加工示意图。
图3为本发明的内孔抛光装置示意图。
图中所示：1、主轴箱，2、工件，3、抛光装置，4、中心架，5、镗杆导向中心架，6、镗杆支架，7、镗杆，8、钻杆箱，9、深孔设备床身，10、抛光电机，11、电机座，12、镗刀体，13、镗刀体连接柄，14、镗杆头部，15支撑木键，16、连接螺栓 17、电机轴的连接轴，18、叶轮挡圈 19、叶轮，20、连接轴的连接环。
具体实施方式
实施例1：一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，在深孔上采用以叶轮抛光代替珩磨的方法实现高精度内孔的加工，如图所示，本发明采用粗车架位—粗镗内孔—粗车外圆—去应力回火—精车架位—精镗内孔（半精镗、精镗、浮镗）—抛光内孔（代替珩磨）步骤进行，具体是按照以下步骤实现的：
步骤1）、粗车架位：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件2，在距工件2两端500mm处各车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，并平两端端面见光；车床上1为主轴箱；
步骤2）、粗镗内孔：在深孔镗床上采用一夹一架，用中心架4架在架位处方式夹紧工件2，找两端架位处外圆跳动≤0.5mm后粗镗内孔至φ440mm，距精加内孔尺寸留量10mm；
步骤3）、粗车外圆：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，粗车外圆，距精加留量8~10mm；
步骤4）、去应力回火：采用井式炉去应力回火消除粗加时的加工应力，回火温度500℃-600℃，减少工件精加时的变形；
步骤5）、精车架位：在精加车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，在距工件两端500mm处各精车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，控制架位处的圆度≤0.02mm，粗糙度≤Ra6.3μm，减少误差复映，保证内孔圆度；
步骤6）、精镗内孔：分为半精镗、精镗、浮镗，在深孔镗床上采用一夹一架方式夹紧工件，即工件一端用深孔主轴夹紧，一端用中心架4支撑工件架位处，将工件找正后复检托架滚轮、架位跳动≤0.02mm，换上镗孔刀具半精镗、精镗内孔至Ø448±0.2mm，主轴n=30-40r/min，镗杆f=20-30mm/min；换上浮镗刀具浮镗至孔径φ450mm，主轴n=30-40r/min ，镗杆f=50-70mm/min，浮镗后保证工件两端内孔直径差≤0.05mm；图中5为镗杆导向中心架，6为镗杆支架，7为镗杆，8为钻杆箱，9为深孔设备床身；
步骤7）、抛光内孔：
①首先准备抛光装置3：将抛光电机10固定在电机座11上，电机座11通过连接螺栓16固定在镗刀体12上，将连接螺栓槽制做为长槽形，这样可以调整电机座位置从而实现抛光量的调整，镗刀体12通过镗刀体连接柄13与深孔镗杆的镗杆头部14连接，在镗刀体上安装有4条支撑木键15， 在电机轴的连接轴17上安装有连接轴的连接环20，叶轮19安装在连接轴的连接环20上，叶轮19的两端靠叶轮挡圈18固定。
②粗抛消除镗孔刀纹，采用叶轮粒度为100粒度，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反。
首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量设定为 f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端。
③精抛提高表面粗糙度至≤Ra0.8，采用叶轮粒度为100粒度，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反。首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量 设定为f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后在推抛完成后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端，抛光后内孔表面光洁度≤Ra0.8μm。
将抛光电机及叶轮用专用工装固定在镗刀体上，镗刀体上装木键支撑内孔对内孔进行抛光，依靠螺栓槽调整抛光量。
Claims (4)
1.一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，其特征在于，在深孔上采用以叶轮抛光代替珩磨的方法实现高精度内孔的加工，具体是按照以下步骤实现的：
步骤1）、粗车架位：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，在距工件两端500mm处各车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，并平两端端面见光；
步骤2）、粗镗内孔：在深孔镗床上采用一夹一架，用中心架架在架位处方式夹紧工件，找两端架位处外圆跳动≤0.5mm后粗镗内孔至φ440mm，距精加内孔尺寸留量10mm；
步骤3）、粗车外圆：在车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，粗车外圆，距精加留量8~10mm；
步骤4）、去应力回火：采用井式炉去应力回火消除粗加时的加工应力，回火温度500℃-600℃，减少工件精加时的变形；
步骤5）、精车架位：在精加车床上采用两顶一夹方式夹紧工件，在距工件两端500mm处各精车200mm长外圆见光作为深孔镗架位，控制架位处的圆度≤0.02mm，粗糙度≤Ra6.3μm，减少误差复映，保证内孔圆度；
步骤6）、精镗内孔：分为半精镗、精镗、浮镗，在深孔镗床上采用一夹一架方式夹紧工件，即工件一端用深孔主轴夹紧， 一端用中心架支撑工件架位处，将工件找正后复检托架滚轮、架位跳动≤0.02mm，换上镗孔刀具半精镗、精镗内孔；换上浮镗刀具浮镗至内孔，浮镗后保证工件两端内孔直径差≤0.05mm；
步骤7）、抛光内孔：
①首先准备抛光装置，将抛光电机固定在电机座上，电机座通过连接螺栓固定在镗刀体上，将连接螺栓槽制做为长槽形，通过连接螺栓槽来调整电机座位置来实现抛光量的调整，镗刀体通过镗刀体连接柄与深孔镗杆连接，在镗刀体上安装有支撑木键，在电机轴的连接轴上安装有连接轴的连接环，叶轮安装在连接轴的连接环上，叶轮的两端靠叶轮挡圈固定；
②粗抛消除镗孔刀纹，采用叶轮粗抛，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反；首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量设定为 f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端；
③精抛提高表面粗糙度至≤Ra0.8μm，采用叶轮精抛，工件旋转方向与叶轮旋转方向相反；首先采用推抛的方式，通过连接螺栓槽调整至合适抛光量，将工件旋转转速设定为n=20-40r/min，镗杆沿工件轴线方向进给量 设定为f=90-110mm/min，从工件入口端开始抛光至孔出口端，然后在推抛完成后再拉抛，采用同样转速及进给量从工件出口端开始抛光至孔入口端，抛光后内孔表面光洁度≤Ra0.8μm。
2.如权利要求1所述的一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，其特征在于：在步骤6）中，换上镗孔刀具进行半精镗、精镗时，半精镗、精镗内孔至Ø448±0.2mm，控制主轴n=30-40r/min，镗杆f=20-30mm/min；换上浮镗刀具浮镗时，浮镗至孔径为φ450mm，控制主轴n=30-40r/min，镗杆f=50-70mm/min。
3.如权利要求1所述的一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，其特征在于：在步骤7）中，镗刀体上安装有4条支撑木键。
4.如权利要求1所述的一种以抛光代珩磨加工高精度深孔的方法，其特征在于：在步骤7）中，粗抛和精抛采用叶轮粒度均为100粒度。
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