主動端耳軸的深孔加工

王　宏

(中國第二重型機械集團公司，四川618013)

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主動端耳軸的深孔加工

王宏

(中國第二重型機械集團公司，四川618013)

摘要：通過對主動端耳軸深孔孔系結(jié)構(gòu)特點進行分析，制訂可行的加工方案，安排各深孔加工順序。在實際深孔加工中控制深孔走偏趨勢、解決了軸向與徑向深孔的接通問題。

1　工件概述

2　主動端耳軸深孔孔系結(jié)構(gòu)

深孔孔系的結(jié)構(gòu)見圖2，深孔孔系結(jié)構(gòu)空間模擬見圖3。工件回轉(zhuǎn)中心部位為?80 mm通孔，(?40×3 070)mm軸向盲孔只和(?32×605)mm(至?40 mm孔理論中心)徑向深孔接通。

3　深孔孔系加工工藝流程

(1)車床：留量，加工好深孔架口和找正帶。

(2)鏜床：法蘭端面預(yù)鉆引導(dǎo)孔。

(3)深孔鉆：修引導(dǎo)孔，鉆、擴?80 mm中心通孔符圖，測厚儀監(jiān)控和記錄?80 mm出口走偏量。

圖1　主動端耳軸零件圖

圖2　深孔孔系結(jié)構(gòu)

圖3　深孔孔系結(jié)構(gòu)空間模擬

(5)劃：劃軸頭端4-?170 mm上?40 mm軸向盲孔加工線，并引至工件全長及對面端面。

(6)鏜床打?40 mm軸向盲孔的引導(dǎo)孔。

(7)深孔鉆床按線上下和左右找正，鉆4-?40 mm軸向盲孔符圖，孔深應(yīng)按入口端余量相應(yīng)加深，測厚儀檢測并記錄走偏量。

(8)車床：全車各外圓、端面及溝槽符圖，臨檢形位公差。

(9)劃線：分別劃出鍵槽、銷孔、法蘭孔、4-690 mm平面加工線。

(10)鏜床：銑4-690 mm平面，臨劃690 mm面上?32 mm孔及4-M16 mm加工線。

(11)鏜床：分別鉆?32 mm徑向孔，與相應(yīng)方向上的(?40×3 070)mm軸向孔接通。

4　深孔加工難點分析及應(yīng)對措施

4.1　軸向盲孔

4.1.1加工難點分析

有的人認為共抓大保護、不搞大開發(fā)就是不發(fā)展了，從而沒有辯證看待經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系。有的人仍然受先污染后治理、先破壞后修復(fù)的舊觀念影響，認為在追趕發(fā)展階段“環(huán)境代價還是得付”，對共抓大保護重要性認識不足。[1]那么，如何從“經(jīng)濟—社會—環(huán)境”整個大系統(tǒng)辯證地考察經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系呢？

4個?170 mm圓周上的軸向孔?40 mm要求深度為3 070 mm，加上軸頭端試料區(qū)的長度為180 mm，孔深實際達到了3 250 mm，則軸向盲孔?40 mm的長徑比約為81，屬于特殊深孔，加工過程中和加工后用普通工具都無法準確探測。由于?40 mm孔的中心位置不在工件的回轉(zhuǎn)中心上，加工時，工件必須靜止不動，孔的成形運動僅依靠鉆桿的高速回轉(zhuǎn)運動和進給運動來完成，孔的走偏量與孔的加工深度呈非線性關(guān)系。加工采用內(nèi)排屑方式，由于孔徑僅為?40 mm，則所選用的鉆桿直徑小。其強度低，剛性差，在進行鉆削時，鉆桿受軸向力作用，容易發(fā)生彎曲變形，隨著孔的深度不斷加深到臨界深度后，刃口非對稱磨損和切削力共同作用，鉆桿產(chǎn)生的彎曲會使鉆頭發(fā)生微小的偏斜，孔的走偏量將會突然增大，這樣一是增加了后序?32 mm徑向孔找正找準并正確接通軸向孔的難度；二是?170 mm上的4個(?40×3 070)mm軸向盲孔與?80 mm中心通孔的壁厚僅為25 mm，如不對軸向盲孔的走偏方向進行控制，則容易使盲孔垂直走偏與?80 mm鉆通。

4.1.2應(yīng)對措施

通過對加工難點的分析，我們對精車工序和深孔工序的定位基準預(yù)先進行選擇，在鉆(?40×3 070)mm軸向盲孔時，鉆孔深度為3 070 mm+端面余量，以保證其有效深度和與?32 mm徑向孔接通的深度。

先加工?80 mm中心通孔，深孔入口端選擇在軸向盲孔的末端(法蘭端)，而且精車時以該孔找正定位；水平方向按機床導(dǎo)軌嚴格找正，防止切向走偏。

4.2　法蘭外圓上的?32 mm徑向孔

4.2.1加工難點分析

該徑向孔的長徑比為605/32，根據(jù)圖紙的設(shè)計要求，分別與相應(yīng)的軸向孔接通，但是軸向孔到一定的深度后，可能會產(chǎn)生垂直和切向偏移，而走偏量數(shù)據(jù)無法直接觀察到，也無法用普通的測量工具進行測量。

由于該孔的理論深度需達到620 mm時才完全鉆透，鉆頭散熱條件差，排屑難，易發(fā)生鉆頭卡死和折斷現(xiàn)象。

4.2.2應(yīng)對措施

我們采用先面后孔的加工方法。在鏜床加工該孔前，先加工出690 mm平面，平面+凸面組合比凸圓弧+凸圓弧組合更有利于測厚儀接收更多的反射信號，所測得的數(shù)據(jù)更準確。

利用測厚儀，間接測量計算出軸向孔走偏量。在徑向孔中心所在橫截面上，?40 mm軸向孔實際中心相對其理論中心有一個切向偏移x和垂直偏移y(如圖4)，用測厚儀通過對hmin的搜索來間接得到軸向孔的偏移x和y。

圖4　徑向孔找正加工

加工?32 mm徑向孔時，首先銑法蘭外圓上的平面符圖，然后再按圖劃出?32 mm徑向孔加工線和中心線，并引至法蘭外圓平面上，以利測厚儀按線測量；然后，用測厚儀沿著法蘭切向方向和?32 mm徑向孔中心線測厚，測得最小壁厚值hmin和實際切向偏移x(在測量之前對測厚儀器進行實際工件尺寸校核和波形校核，測量時應(yīng)采用大的增益值，一般在50 dB以上)；最后，根據(jù)測得的hmin和x值推算出需要的最小鉆通深度h和實際找正線，鏜床根據(jù)計算出的實際找正線找正，進行徑向孔的加工。

在加工徑向孔的時候，應(yīng)分步鉆進、退出清理鐵屑，注意排屑和散熱。

4.3　采取措施后的效果

(1)加工第一個軸向盲孔時，我們用測厚儀在孔的引出母線上每隔300 mm測量一個數(shù)據(jù)。以孔的入口端為基準點，壁厚值逐漸增大，反映出該孔中心的走偏方向向下(向工件中心靠攏，有垂直偏移)及向右(有切向偏移)。因此，在鉆完第一個孔后，通過對測量數(shù)據(jù)的分析和找正情況進行檢查，采取左右嚴格按母線找正、上下進行調(diào)整的策略，使工件的法蘭端中心低于鼓形卡盤中心4 mm。再重新刃磨單刃鉆，調(diào)整單刃鉆與引導(dǎo)孔的配合間隙。觀察鐵屑形狀大小、鉆桿振動、聽聲音、油壓變化等對加工情況進行判斷。在鉆第二個孔時，用儀器監(jiān)測壁厚，由測量的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)向下和切向走偏得到了有效地控制。

(2)4個?32 mm徑向孔的加工，第一組?32 mm與?40 mm約1/2接通，后增加測厚儀增益，后三個孔分別為3/4、4/5和完全接通。

5　結(jié)論

通過對工件深孔孔系特殊結(jié)構(gòu)和要求進行分析，采取測厚儀間接測量推算方法成功地解決了超深軸向盲孔走偏并只與徑向孔接通的加工難點，滿足了精加工圖紙的技術(shù)要求。

參考文獻

[1]王峻. 現(xiàn)代深孔加工技術(shù).1.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2005.

編輯傅冬梅

關(guān)鍵詞：主動端耳軸；測厚儀；深孔加工；走偏

Deep Holes Machining of Drive End Trunnion

Wang Hong

Abstract：By analyzing on structural features of deep holes for drive end, practical machining project has been worked out, and machining procedures of holes have been planned. Deviation tendency of deep holes have been controlled in actual machining, which handled connectivity between axial holes and radial holes.

Key words：drive end trunnion; thickness tester; deep hole machining; deviation

收稿日期：2014—07—18

中圖分類號：TH16

文獻標志碼：B