深孔内球面车削加工

作者：未知信息来源:机械加工 2008-5-16

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工件如图1所示，材料为1Cr18Ni9Ti，焊接结构件。工件材料强度虽然不高，但塑性和韧性大，切削加工性差，加工硬化趋势强烈，切削负荷大，导热性差，加工时热量易集中在切削刃上，产生积屑瘤，使刀具磨损加剧。加工的主要难点是工件精度要求高，薄壁，刚性差，容易引起装夹变形。工件孔深且为盲孔，孔底部为球面，刀杆细长，车...

工件如图1所示，材料为1Cr18Ni9Ti，焊接结构件。工件材料强度虽然不高，但塑性和韧性大，切削加工性差，加工硬化趋势强烈，切削负荷大，导热性差，加工时热量易集中在切削刃上，产生积屑瘤，使刀具磨损加剧。加工的主要难点工件精度要求高，薄壁，刚性差，容易引起装夹变形。工件孔深且为盲孔，孔底部为球面，刀杆细，车削时易产生振动。加工质量不易保证。

图1 工件
工艺分析

工件原来是在数控车床上加工，精加工时要求一次完成内孔及内球面的车削，在加工过程中不允许换刀。根据数控机床的加工特点，刀杆直径只能做到f60mm。由于刀杆细长，刚性不足，强度低，在加工中刀杆产生振动较大，产生让刀现象，并使孔壁的粗糙度值增大，不但生产效率低，而且加工质量难以保证。

如果将刀杆直径增大，则在加工内孔时，刀杆与孔壁间隙太小，引起排屑不畅，造成堵塞，冷却润滑液进入困难，刀具磨损加剧，从而影响加工精度。为了满足生产的需要，使工件加工质量保持稳定，提高生产效率，解决数控车床加工深孔的不足，设计了一种车削深孔内球面的专用刀具，可在普通车床上进行深孔内球面的加工。

刀具设计

设计专用刀具应在能使切屑顺利排出的前提下，尽量提高刀杆的强度和刚度，避免加工过程中刀杆的振动，确保加工精度，并实现刀具的旋转，达到车削内球面的功能。

按照工件的深度和内孔直径，根据曲柄连杆机构的原理，设计的车削深孔内球面专用刀具如图2所示。刀杆直径110mm，长度约2000mm。

                 1.车刀 2.旋转体 3.连杆 4.刀座 5.刀杆 6.拉杆轴
                   7.封板 8.定位轴、轴套、螺母、垫圈 9.销轴
                                    图2
车削深孔内球面的专用刀具主要由刀杆、刀座、封板、拉杆轴、连杆、旋转体等组成。刀杆、刀座、封板焊接成刚性体，拉杆轴可以在刀座与封板的内孔中自由滑动。拉杆轴与连杆，连杆与旋转体通过销轴连接，旋转体与刀座通过定位轴、轴套进行连接。各连接件之间均采用滑动配合。
为避免在车削内球面过程中，连杆机构出现死点，在组装专用刀具时应将旋转体向前偏斜一个角度。

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