最新深孔钻加工技术革命

最新深孔钻加工技术革命
在大批量生产制造中,高精度镗孔是重要的孔精加工手段。大型工件内部的深孔,如大型模具上的导柱孔、机床的滑枕内孔、,主轴无法直接进行加工。现有的加工方法中,多使用超长悬伸刀具箱体的内孔等进行镗削加工,镗杆处于悬伸状态,极易造成镗杆刚性不足、引起振动等; 当机床主轴轴心线与夹具导套孔轴心线偏移或有偏转角时,必然会造成加工精度的下降,这些不利因素极大地地制约了深孔的加工质量和加工效率的提高。因此,需要设计专用的深孔加工的镗杆装置,以提高数控机床的加工能力和深孔的加工精度。

1 镗杆装置的整体设计
所示为用于深孔加工的镗杆装置的装配图。该镗杆装置由浮动夹头、支承和导向装置、可调镗刀等部分组成。浮动夹头由接套、定位块、螺纹盖、尾柄、钢珠圈、碟形弹簧、平头螺钉、密封圈二、连接键二等组成。支承和导向装置由左端盖、垫圈、轴承、套筒、定向键、圆锥管螺纹油塞、右端盖、压盖、锁紧螺母、密封毡圈、导套、内套、调整垫圈一、调整垫圈二等组成。可调镗刀由沉头螺钉、调整螺钉和镗刀组成,镗刀装入镗杆的镗刀安装孔中,通过调整螺钉调整好镗刀的位置,再通过两个沉头螺钉将镗刀固定在镗刀安装孔中,镗刀可以根据需要装一把或多把。

2 镗杆装置的工作原理
在浮动夹头中,镗杆与接套通过连接键一连接传扭矩,两个螺钉一穿过接套上的螺纹孔,伸入镗杆上卡槽中,可以防止镗杆与接套相对转动。连接套与床主轴连接,通过键连接可以将主轴的扭矩传递到柄。螺钉二穿过连接套上的螺纹孔,伸入尾柄上的槽中,可以防止尾柄与连接套相对转动。尾柄的外圆柱面加工有外螺纹,与限位螺母的内螺纹旋合,可以对连接套进行限位。接套中间部位装有定位块和钢珠圈,钢珠圈由钢珠和钢珠支撑圈组成,钢珠的数量为10~12 个,钢珠支撑圈用来支撑钢珠。定位块左端的锥孔与接套中部的外圆锥面配合,定位块的右端顶紧在钢珠的左端,钢珠的右端顶紧在尾柄左端沉孔的台阶面上,通过摩擦可以将主轴的扭矩由尾柄传递到接套。螺纹盖右端内孔设有内螺纹,与尾柄左端的外螺纹旋合,通过旋动螺纹盖,可以调整螺纹盖与定位块之间的轴向间隙。接套的右端通过碟形弹簧和平头螺钉将接套与尾柄连接在一起。当机床主轴轴心线与导套孔轴心线偏移或偏转时,镗杆通过接套、定位块、钢珠圈、尾柄、碟形弹簧、平头螺钉可以实现微量浮动,通过调整平头螺钉,可以控制浮动的间隙。在接套上装有密封圈一,防止灰尘等的进入。支承和导向装置中的左、右两端各有一对角接触球轴承,为了保证镗杆的轴向稳定性,两对轴承在轴的两端采用串联配置,对置安装。装配时在各轴承处装满润滑脂,便于轴承的润滑。两对轴承间均装有两个调整垫圈,修磨调整垫圈可以调整轴承的轴向间隙。右端盖内装有压盖,压盖内圆柱面上加工有内螺纹,与镗杆的外螺纹旋合,从而将轴承轴向压紧。为了保证螺纹连接可靠,通过锁紧螺母压紧压盖,以防压盖松脱。左端盖的右侧外圆柱面和右端盖的左侧外圆柱面均加工有外螺纹,分别与套筒两端的内螺纹旋合。左端盖和右端盖内均装有密封毡圈,以达到密封的目的。在套筒上装有圆锥管螺纹油塞,可以防止杂质进入套筒内,拧下即可注油。套筒与导套为间隙配合,装配后配磨 套 筒 的 外 圆,保证套筒与导套的配合间隙为0. 006~0. 012 mm。套筒上装有定向键,导套内侧与定向键对应处设有键槽孔,定向键在键槽孔内移动,这样可以保证套筒在导套内只有相对移动而无相对转动,可以有效消除套筒与导套之间的不同轴度偏差,从而保证镗刀对于工件的正确位置,有利于保证加工精度的稳定性。通过支承和导向装置,可以保证镗刀对于工件的正确位置,提高镗杆装置的支承刚性。

3 镗杆装置的优点
本文所述的用于深孔加工的镗杆装置,在深孔镗削加工过程中,当机床主轴轴心线与导套孔轴心线偏移或偏转时,浮动夹头通过接套、定位块、钢珠圈、尾柄、碟形弹簧、平头螺钉,可实现镗杆的微量浮动,起到 自动调节作用,从而提高镗孔的加工质量,适用于在镗削过程中镗杆与机床主轴之间需要浮动连接的场合。可调镗刀用沉头螺钉将镗刀压紧在镗杆的镗刀安装孔中,在镗刀的后面设有调整螺钉,可实现镗刀调节的精确性和可靠性。镗刀可以根据需要装一把或多把,以便同时完成多道工序的加工。
支承和导向装置可增大镗杆伸长量,减小镗杆自然挠性,前后支承都采用了一对角接触球轴承串联配置,有较好的抗震性; 轴承间装有调整垫圈,可对轴承调整间隙、施加预加载荷,因而导向精度和刚性都较好,可以保证镗杆在深孔加工时不发生变形; 套筒上装
有定向键,导套内侧与定向键对应处设有键槽孔,定向键在键槽孔内移动,可以保证套筒在导套内只有相对移动而无相对转动,可以有效消除套筒与导套之间的不同轴度偏差,从而保证镗刀对于工件的正确位置,有利于保证加工精度的稳定。
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