電動螺旋壓力機(jī)主螺桿深孔加工工藝方法

徐燕，楊支慧，糜長浩

（揚力集團(tuán)有限公司 重型研究所，江蘇 揚州 225127）

1 前言

通常長徑比L/D≥10 的孔稱為深孔。深孔加工是機(jī)械加工中的一個關(guān)鍵工序，對機(jī)械加工質(zhì)量有著重要影響。深入研究深孔加工技術(shù)，改進(jìn)深孔加工工藝，對機(jī)械加工質(zhì)量的提高有著非常重要的意義。本文探討一種電動螺旋壓力機(jī)主螺桿深孔加工工藝方法。

電動螺旋壓力機(jī)主螺桿和輪轂是機(jī)床的核心部件，通過六個定位銷雙向正反傳遞扭矩，其深孔的加工質(zhì)量直接影響機(jī)床的質(zhì)量，可謂機(jī)床核心中的核心。其加工難度在于：主螺桿與輪轂傳遞扭矩的定位深孔要求等級精度H7，圓柱度要求在0.03mm 之內(nèi)，孔徑與孔深比是1/15 左右。一般孔徑比在1:6 以上就屬于深孔加工，此零件深孔懸伸達(dá)到近600mm多，屬于超級深孔，孔一半在主螺桿上，一半在輪轂上，而且主螺桿與輪轂加工深孔前軸向沒有定位基準(zhǔn)，加工深孔時很難裝夾定位，還有螺桿與輪轂材質(zhì)不同更增加了深孔加工的難度。不論對深孔加工的加工質(zhì)量、加工效率以及對刀具的耐用度等都提出了更高的要求。

圖1 輪轂

圖2 主螺桿

2 深孔加工難度分析

（1）孔徑懸伸比1:15，屬于超級深孔，正常這么長懸伸比刀具加工會存在嚴(yán)重振刀，出現(xiàn)崩刀導(dǎo)致刀具和工件損壞。主螺桿和輪轂屬于核心零件，是不允許出任何錯的。

（2）刀具懸伸長，刀頭加工時跳動相對較大，在沒有導(dǎo)向的情況下，軸孔直線度很難保證在幾絲范圍內(nèi)，后期裝配時軸銷也無法裝入銷孔；采用同樣工藝和刀具即使返工也永遠(yuǎn)達(dá)不到圖紙要求。

（3）輪轂與主螺桿是同作深孔，兩個零件材質(zhì)不一樣，硬度有差別，加工時存在讓刀現(xiàn)象，刀具會向硬度較低一方偏移。

（4）輪轂與主螺桿配裝后，軸向沒有定位基準(zhǔn)，而深孔加工正好屬于軸向受力，在切削力的影響下很容易導(dǎo)致零件竄動位移，最終導(dǎo)致刀毀件廢，機(jī)床也受損傷。

3 加工方案

（1）針對振刀問題，深孔加工前在孔口位置加工導(dǎo)向孔，將深孔刀具進(jìn)行支撐“管控”防止刀具振動。

（2）針對無導(dǎo)向，深孔軸線偏差、材質(zhì)不一樣可能導(dǎo)致刀具偏移問題，在刀具上考慮導(dǎo)向擠壓功能。

（3）針對輪轂與主螺桿配裝后加工沒有定位基準(zhǔn)問題，設(shè)計一種定位工裝夾具，使主螺桿和輪轂組合件裝夾方便，可靠。

4 具體實施方法

4.1 定位工裝

如圖3、4 所示分別為定位工裝結(jié)構(gòu)示意圖和定位工裝實物圖。

圖3 定位工裝示意圖

圖4 定位工裝實物圖

4.2 專用刀具設(shè)計

刀具結(jié)構(gòu)的選擇對工件加工效率至關(guān)重要。要達(dá)到理想的加工效率，需要選擇合適的加工刀具。與各類刀具廠家反復(fù)溝通后選用定制刀具，如圖5 所示。

圖5 專用刀具

加工步驟如下：①先用定芯U 鉆粗加加工導(dǎo)向孔留余量1mm 左右；②再用防振鏜桿精加工導(dǎo)向孔，孔徑留余量0.03～0.04mm；③最后用帶導(dǎo)向滾壓的深孔鉆加工深孔至要求前面孔尺寸比后面滾壓刀小0.03～0.04mm，滾壓刀的尺寸是孔的凈尺寸。

4.3 切削參數(shù)選擇

（1）使用D41 鉆頭加工引孔，加工深度55mm，S1000r/min，F(xiàn)100mm/min；

（2）使用鏜刀將引孔直徑加工到D42+0.01/+0.03,加工深度:45mm,切削參數(shù)：S800r/min,F50mm/min。因鏜削余量大，需分3 刀加工，最后一刀留直徑0.1mm精鏜；

（3）使用D42 深孔鉆，轉(zhuǎn)速30r/min 進(jìn)入引孔，進(jìn)入深度40mm，然后提高轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工，切削參數(shù)：S450r/min，F(xiàn)40mm/min。

5 加工效果

針對主螺桿和輪轂超級深孔加工可能存在問題的分析預(yù)判，采用針對性方案進(jìn)行解決。最后達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，實現(xiàn)一次完工，一次交付裝配（圖6、7、8），為整機(jī)裝配調(diào)試順利進(jìn)行提供堅實基礎(chǔ)。

圖6 主螺桿、輪轂組合實物圖

圖7 主螺桿實物圖

圖8 輪轂實物圖

6 結(jié)語

深孔加工的工藝探索，避免了加工中可能存在的風(fēng)險，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)了核心零件核心工序的零返工，為電動螺旋壓力機(jī)新產(chǎn)品開發(fā)性生產(chǎn)提供了保障。