CN2153430Y - 高效精密深孔成型复合加工装置 - Google Patents

Abstract

一种用于深孔加工机床，加工高精度长缸体的高 效精密深孔成型复合加工装置。它是在主轴上依次 装有：组合式粗精镗刀具、挡屑封油、多粒粗滚压光、 去污洁污、多粒珠精滚压光、校准形位误差辊柱修正、 定位精化和涂油防蚀处理机构所组成。它具有将长 径比63∶1以下的长缸体毛坯一次加工成型，达到 高精度缸体要求的特点。可为国内外矿山、冶金、采 油、航海、交通运输、工程机械、机床制造等大型液压 缸体的制造提供先进可靠的加工手段。

Description

本实用新型涉及一种用于深孔加工机床，加工高精度长缸体的高效精密深孔成型复合加工装置。是高精度，大长径比，薄壁深孔加工工艺领域的特种新装备。

具申请人所知和检索查新表明，目前还没有一种手段，可以将长径比63：1以下的毛坯内孔一次加工成型。达到一米长，外径公差h6的检验棒在内孔公差H7的长径体中顺利通过的高难度指标，且粗糙度达到 0.1/(√) ，圆度0.01，直度0.02的精度，与本深孔复合加工装置相关的传统的加工内孔的方法，如镗孔。珩孔、滚压光内孔都是比较单一的深孔加工方法，镗孔加工，效率和粗糙度低，表面质量差；珩磨内孔，它能珩磨长径比较小的内孔，获得理想的尺寸精度，但效率极低，由于磨料脱粒，珩磨杆自重，亦保证不了大长径比深孔加工精度；滚压加工是在镗孔后进行的，它可以获得较好的粗糙度，但保证不了直度的要求。

目前国外已有的内孔冷拉工艺、旋压工艺、电解加工工艺均按一定需要而进行的。如内孔的冷拉工艺、旋压工艺，由于冷拉旋压应力的结果，保证不了高精度深孔加工的要求，但它可以获得对精度要求不高的高效率；电解加工效率极低，加工条件恶劣，而且只限于长径比不大，厚壁淬硬的合金钢之类的零件加工。

综上所述，无论是国内传统的深孔加工方法，还是国外已有的几种深孔加工工艺，均属单一功能的工艺方法，均实现不了本深孔复合加工装置所具有的九种功能融为一体的，次将薄壁大长径比深孔毛坯加工成型，达到高精度深孔要求的特种装备。

本实用新型的目的，在于克服上述深孔加工中的缺陷，提供一种在深孔机床上使用的高效精密深孔成型复合加工装置。解决63：1以下的大长径比，高精度长缸体的加工质量和效率问题。这种深孔复合加工装置的诞生，为大型液压设备和液压结构的应用创造了条件。可为国内外矿山、冶金、采油、航海、交通运输、工程机械、机床制造等大型设备的液压缸体制造提供可靠的加工手段。

本实用新型的构成是在一根刚性较好的空心主轴上，首端通过定位销与镗杆联接，尾端与输油管联接，主轴从首至末装有：组合式粗镗刀具；组合式浮动精镗刀具；挡屑封油机构；四排多粒珠可调粗压光机构；去污洁污机构；三排多粒珠可调精滚压光机构；校准形位误差的可调多列辊柱压光修正机构；定位精化机构；涂油防蚀处理机构及主轴中心大孔排油腔等多种功能融为一体的高效精密深孔成型复合加工装置。

这种深孔复合加工装置是根据长缸体的技术要求和加工特点，经过长期实践研究创造的一种多功能的深孔加工装备。其原理是：该装置根据深孔精度要求，确定额定长度，可以在深孔加工中起到滚压冷校直作用和稳定的导向，因而保证了深孔直度和柱度的要求。由于采用了拉镗的加工形式，使拉镗产生的应力和加工过程中的热膨胀的轴向延伸相一致，同时使切削应力随着轴向拉伸而释放定型（切削过程中的金属再结晶），防止了缸体的弯曲变形。同理，滚压加工也是由于压应力的结果，使金属的流向沿轴向延伸，因此拉镗滚压加工的基本特点是使拉镗和滚压加工的周样应力，拉压应力等诸应力，沿着拉镗的方向和由此产生的热膨胀量的轴向延伸产生同向，避免弯曲变形。另外由于多滚珠滚压，冷塑性变形的增加，表层金属的变形抗力逐渐增大，因此使表层金属得到了强化。所以经冷压光的金属表面机械性能有很大的改变，如弹性极限、屈服极限、强度和硬度都有很大的提高，缝隙率变小，粗糙度提高。这就是本装置的工作原理。

就申请人所知，目前国内外，高精度深孔加工技术，都满足不了大长径比薄壁高精度长缸体的加工质量要求，而本高效精密深孔成型复合加工装置具有如下优点：

1、可以获得较高的尺寸精度和粗糙度。应用本装置可将长径比63：1以下的内孔尺寸精度达到H7以上，粗糙度 0.1/(√) 以上。

2、可以得到较高的形位误差的要求。应用本装置圆度≤0.01，直度0.01／1000，在长径比63：1的额定长度上为0.04mm，柱度在0.03mm之内。

3、可以提高配合精度的稳定性。由于柱度粗糙度较高，因而稳定的提高了配合精度。

4、可以获得较高的内孔表面的显微硬度和疲劳寿命。使用该装置加工的深孔表面显微硬度比加工前提高20％，维氏硬度可达250度，硬度和粗糙度的提高决定了内孔的疲劳寿命的提高。

5、操作方便，使用简单。应用本装置时，将参数调整好后，可将内孔一次加工成型，减少刀具调整时间，整体使用不用对刀，操作极为方便。

6、可以获得理想的效益。由于本装置系为多功能融为一体的高精度高效益的深孔加工装备，加工的对象就是大长径比，高精度的缸体，可想其效益之大。

现参照以下附图，结合最佳实施方案来说明本新型。

图1是表示该高效精密深孔成型复合加工装置和总体结构情况。

图2是放大了的表示该深孔复合加工装置的前半部分结构情况。

图3是放大了的表示该深孔复合加工装置的后半部分结构情况。

图4是表示该深孔复合加工装置的组合式固定粗镗刀具的结构情况。

图5是表示该深孔复合加工装置的组合式浮动精镗刀具的结构情况。

如图1，在深孔复合加工装置长度为930mm的主轴上，右端通过楔形键与镗杆联接，尾端（左端）与输油管联接，深孔复合加工装置是在专用深孔机床上通过镗杆拖动进行工作。全部构件参照图2和图3，自右向左，分别按顺序装在主轴01上，其外径为∮95mm。自右端装有组合式固定粗镗刀03（如图4由粗镗刀03／1和一双可调的粗镗刀片03／2，调整螺钉03／3，及固定刀片螺钉03／4）粗镗刀通过刀体上的定位槽，用偏心销02，固定在主轴装刀槽里；接着装有组合式浮动精镗刀具04（如图5，由组合式浮动精镗刀体04／2，紧固螺钉04／1和一双精镗刀片04／3，调整刀片斜块04／4和调整螺钉04／5）装在主轴的精镗刀槽里；接着装有挡屑封油机构05（在主轴上装有一双单列向心推力球轴承05／1，在轴承的外环上装有挡屑铜制挡圈05／2，在铜制挡圈上装有牛皮油封05／3和紧固螺母05／4）接着装有四排多粒珠可调粗滚压光机构06（在主轴上装有环形单面导轨06／1两件：环形双面导轨06／2三件，用于支承滚珠做滚动压光运动，在导轨的圆周上装有滚珠06／3，每排10粒，四排共40粒，在两环形导轨中间，装有调整垫06／4，用于调整径向滚珠尺寸，并装有滚珠架06／5四件，以防止珠粒脱落）接着装有去污洁污机构07（在主轴上装有支承套07／1，在支承套上装有防磁挡圈07／2，在防磁垫圈上装有磁铁07／3和清屑器07／4，左侧装有毡封07／5和紧固螺母07／6，以清除孔壁的微小铁沫和污物）接着装有三排多珠精滚压光机构08（在主轴上装有环形单面导轨08／1两件，环形双面导轨08／2两件，在两环形导轨中间装有调整垫08／3三件，用于调整径向滚柱尺寸，滚珠08／4每排10粒，三排共30粒，滚珠架08／5三件，防止珠粒脱落，调整方法如粗滚压光一样，使其起到精滚压光的作用）接着装有形位误差的辊柱修整机构09（在主轴上装有锥套09／1，调整螺母09／2两件，以调整辊柱的径向尺寸，辊架压盖09／3，锥形辊子09／4，共10件，辊架09／5以保证辊柱在圆周上均布滚动，在锥形辊子的后面装有顶尖09／6共10件，起到每个锥形辊子的定位作用，顶尖的支承套09／7，在支承套上装有轴向滚动轴承09／8和一双锁紧螺母09／9，以保证修整辊的轴向定位精度和径向尺寸调整）接着装有定位精化处理机构10（在主轴上装有定位套10／1，两件在定位套上铣有六等分槽，内装有六块精化处理用的硬木块10／2，两件共12块，它可以随油浸时间的长短自然的调整膨胀量的大小使硬木块始终紧贴在孔壁上达到精化定位的作用）接着装有去污防蚀涂油机构11（在主轴上装有支承套11／1，在支承套上装有毡封11／2和紧固螺母11／3，以清除污物涂上一层防蚀润滑油，润滑油是通过主轴大输油孔壁上的小油孔经支承套上的环形油槽，通过微小输油孔浸透在毡封上，达到涂油防锈的作用）接着在主轴左端装有一双紧固螺母12，以紧固上述各机构；尾端与输油管联接以大容量的齿轮泵供油。

Claims (9)

1、一种高效精密深孔成型复合加工装置，其特征是在一根刚性较好的空心主轴01上，首端通过定位销02与镗杆联接，尾端与输油管联接，主轴01从首至尾装有：组合式粗镗刀具03、组合式浮动精镗刀具04、挡屑封油机构05、四排多粒珠可调粗滚压光机构06、去污洁污机构07、三排多粒珠可调精滚压光机构08、校准形位误差的可调多列辊柱精滚压光修正机构09、定位精化处理机构10、涂油防蚀处理机构11及主轴大孔排油腔融为一体的高效精密深孔成型复合加工装置。

2、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的组合式粗镗刀具03是由粗镗刀体03／1和一双可调粗镗刀片03／2，调整螺钉03／3及固定刀片螺钉03／4，粗镗刀具是通过刀体03／1上的定位槽用偏心轴02固定在主轴装刀槽里。

3、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的组合式浮动精镗刀具04是由组合式浮动精镗刀体04／2，紧固螺钉04／1和一双精镗刀片04／3，调整刀片斜块04／4和调整螺钉04／5装在主轴的精镗刀槽里。

4、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的挡屑封油机构05是在主轴01上，装有一双单列向心推力球轴承05／1，轴承的外环上装有挡屑铜制挡圈05／2，在铜制挡圈上装有牛皮油封05／3，紧固螺母05／4。

5、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说四排多粒珠可调粗滚压光机构06是在主轴01上，装有两件环形单面导轨06／1，三件环形双面导轨06／2，用于支承滚珠做滚动压光运动，在导轨的圆周上装有滚珠06／3，在两环形导轨中间装有用于调整径间尺寸的调整垫06／4，并装有滚珠架06／5。

6、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的去污洁污机构07，是在主轴01上装有支承套07／1，在支承套上装有防磁挡圈07／2，在防磁挡圈上装有磁铁07／3和清屑器07／4，左侧装有毡封07／5和紧固螺母07／6。

7、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的三排多珠粒可调精滚压光机构08，是在于主轴01上装有两件环形单面导轨08／1，两件环形双面导轨08／2，在两环形导轨中间装有三件调整垫08／3，滚珠架08／5。

8、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的校准形位误差的可调多列辊柱精滚压光机构09，是在主轴01上，装有锥形套09／1，两件调整螺母09／2，辊架压盖09／3，锥形辊子09／4。辊架09／5，在锥形辊子的后面装有顶尖09／6和支承套09／7，在支承套上装有轴向滚动轴承09／8和一双锁紧螺母09／9。

9、如权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于所说的定位精化处理机构10和涂油防蚀处理机构11是在主轴01上装有定位套10／1，在定位套上装有六块精化处理用硬质木块10／2，接着装有去污防蚀涂油机构11是在主轴01上装有支承套11／1，在支承套上装有毡封11／2和紧固螺母11／3，接着在主轴01上左端装有一双紧固螺母12以紧固上述各种机构。

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