一種鼓肚內(nèi)腔零件的加工方法與流程

本發(fā)明屬于機械設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鼓肚內(nèi)腔零件的加工方法。

背景技術(shù)：

在大型發(fā)電機等設(shè)備中，有一種大臺階鼓肚內(nèi)腔的中空軸類零件，如圖1所示，由于其在工作過程中要高速運轉(zhuǎn)，對強度和動平衡性要求極高，所以這個鼓肚內(nèi)腔通常要采用整體材料進行機加工而成，同時與裝配式的和焊接式的結(jié)構(gòu)相比，整體式的鼓肚內(nèi)腔的中空軸也增強了設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性。但是普通的內(nèi)腔車削方法只能加工較小臺階的內(nèi)腔，對于臺階尺寸H大于100mm臺階的鼓肚內(nèi)腔無法加工。

因此研制一種(大臺階)鼓肚內(nèi)腔零件的加工裝置及方法，實現(xiàn)(大臺階)鼓肚內(nèi)腔零件的高效車削，成為機械制造行業(yè)的一項技術(shù)難點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鼓肚內(nèi)腔零件的加工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒有合適的工裝，對大臺階鼓肚內(nèi)腔零件難以進行有效車削的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鼓肚內(nèi)腔零件的加工方法，在臥式車床上，利用彎折式內(nèi)孔車刀桿和卡子兩種工裝，按照以下步驟具體實施：

步驟1、將彎折式內(nèi)孔車刀桿的圓刀桿夾持在卡子主體的卡子孔中，利用多個把合螺栓通過各個把合孔將卡子孔的開口卡緊，使得圓刀桿在卡子孔中固定牢靠，再將卡子主體的安裝柄在臥式車床的刀架上安裝牢靠，此時圓刀桿的軸心線與臥式車床的回轉(zhuǎn)中心等高；

步驟2、將被加工對象大臺階鼓肚內(nèi)腔零件通過卡盤和中心架以卡架的方式裝卡在臥式車床上，并按照找正基準找正好，保證大臺階鼓肚內(nèi)腔零件的軸心線、圓刀桿的軸心線及車刀的刀尖部均與臥式車床的回轉(zhuǎn)中心等高；

步驟3、拆掉螺母，將長螺桿向圓刀桿的內(nèi)孔中推進，長螺桿依次帶動滑塊和連接板推進，使縱向刀桿以銷軸一為支點旋轉(zhuǎn)90°，使縱向刀桿與圓刀桿縱向平行，通過刀架的平移使彎折式內(nèi)孔車刀桿進入大臺階鼓肚內(nèi)腔零件的內(nèi)孔中；然后再回退長螺桿，使縱向刀桿以銷軸一為支點返回旋轉(zhuǎn)90°，使縱向刀桿與圓刀桿縱向垂直，擰緊螺母，沿縱向固定住長螺桿；

步驟4、啟動臥式車床，卡盤帶動大臺階鼓肚內(nèi)腔零件回轉(zhuǎn)，通過刀架的平移使彎折式內(nèi)孔車刀桿的車刀移動至大臺階鼓肚內(nèi)腔零件的鼓肚形內(nèi)孔內(nèi)表面，對刀后開始進給車削，走完第一刀后，按照圖紙要求沿直徑方向進給再走第二刀；

如此重復(fù)，直至被加工對象大臺階鼓肚內(nèi)腔零件的鼓肚形內(nèi)孔的尺寸達到要求。

本發(fā)明的有益效果是，該工裝結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在現(xiàn)有的通用設(shè)備基礎(chǔ)上就可實現(xiàn)對大臺階鼓肚內(nèi)腔零件進行車削。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法所要加工的大臺階鼓肚內(nèi)腔零件的剖視圖；

圖2是本發(fā)明方法所使用的彎折式內(nèi)孔車刀桿的主視圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是圖2的左視圖；

圖5是圖2中的A-A截面剖視圖(縱向刀桿彎折90°狀態(tài))；

圖6是圖2中的B-B截面剖視圖；

圖7是本發(fā)明方法中的彎折式內(nèi)孔車刀桿未彎折時的剖視圖；

圖8是本發(fā)明方法中的卡子的主視圖；

圖9是圖8的俯視圖；

圖10是本發(fā)明方法進行車削時的狀態(tài)主視圖；

圖11是圖10的俯視圖。

圖中，1.大臺階鼓肚內(nèi)腔零件，2.鼓肚形內(nèi)孔，3.蓋板，4.圓刀桿，5.支承頭，6.支承塊，7.縱向刀桿，8.長槽，9.銷軸一，10.滑塊，11.連接板，12.銷軸二，13.銷軸三，14.螺母，15.長螺桿，16.導(dǎo)向鍵，17.車刀，18.開口，19.卡子孔，20.安裝柄，21.把合孔，22.鍵槽，23.刀架，24.卡盤，25.中心架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

參照圖1，是本發(fā)明的加工對象大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的截面結(jié)構(gòu)，在大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1上需要加工鼓肚形內(nèi)孔2，該鼓肚形內(nèi)孔2的臺階尺寸H大于100mm。加工過程中要保證工裝伸進大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1中的剛度和進出方便，完成鼓肚形內(nèi)孔2的車削。

本發(fā)明方法采用的工裝結(jié)構(gòu)是，包括彎折式內(nèi)孔車刀桿和卡子，該二者配套共同配合完成加工對象的車削。

參照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，本發(fā)明方法采用的彎折式內(nèi)孔車刀桿的結(jié)構(gòu)是，包括橫向刀桿，橫向刀桿由后端的蓋板3、中間段的圓刀桿4和前端的支承頭5依次焊接為一體，蓋板3的軸心孔為光孔，該光孔中穿有長螺桿15，長螺桿15外露的螺紋段上套裝有螺母14(蓋板3的軸心孔是光孔不是螺紋孔，便于向內(nèi)推進長螺桿15并且通過螺母14固定長螺桿15的進入位置)；圓刀桿4的內(nèi)腔中滑動套裝有(圓柱形)滑塊10，長螺桿15前端與滑塊10后端傳動連接；支承頭5的前端面固定有支承塊6，支承頭5的圓周沿水平方向一側(cè)縱向開有通透的長開槽，該長開槽中設(shè)置有彎曲的連接板11，支承塊6通過銷軸一9與縱向刀桿7尾端(旋轉(zhuǎn)支點端)鉸接，縱向刀桿7中部通過銷軸二12與連接板11前端鉸接，連接板11后端通過銷軸三13與滑塊10前端鉸接；縱向刀桿7前端設(shè)置有刀槽并安裝有車刀17；圓刀桿4的外圓周沿水平方向任一側(cè)表面安裝有導(dǎo)向鍵16，圓刀桿4上的導(dǎo)向鍵16與支承頭5的長開槽中心線在徑向共面，用于加工工件時防止縱向刀桿7因偏重及切削力的影響在卡子內(nèi)轉(zhuǎn)動；

縱向刀桿7從中部朝向尾端開有長槽8，支承塊6夾持在縱向刀桿7的長槽8中并用銷軸一9鉸接，連接板11也夾持在縱向刀桿7的長槽8中并用銷軸二12鉸接，這樣縱向刀桿7可以相對橫向刀桿以銷軸一9為支點旋轉(zhuǎn)，銷軸一9和銷軸二12保證了縱向刀桿7的剛性，縱向刀桿7前端的刀槽中安裝有車刀17，車刀17安裝好后應(yīng)保證車刀17的刀尖高度與圓刀桿4的軸線中心高度一致，即刀尖的高度與圓刀桿4的軸線，都應(yīng)與工件的軸線以及機床的回轉(zhuǎn)中心等高，如果不等高就會影響刀具的工藝角度，同時進給時機床的進給量與加工工件上的實際進給量出現(xiàn)偏差，見圖4；滑塊10在長螺桿15的推拉作用下可在圓刀桿4的內(nèi)孔中滑動，連接板11兩端各自通過銷軸二12和銷軸三13分別與縱向刀桿7和滑塊10鉸接。

見圖5，當彎折式內(nèi)孔車刀桿需要工作時，拆掉螺母14，向外回拉長螺桿15從圓刀桿4的內(nèi)孔中慢慢退出，長螺桿15通過滑塊10及連接板11帶動縱向刀桿7向回轉(zhuǎn)動，直至縱向刀桿7與支承頭5的前端垂直，直至縱向刀桿7彎折到最大直角狀態(tài)；然后安裝并固定住長螺桿15上的螺母14，使得長螺桿15可靠固定，保證縱向刀桿7的工作位置狀態(tài)可靠定位。

見圖7，當彎折式內(nèi)孔車刀桿需要伸進或退出大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的內(nèi)孔中時，拆掉螺母14，使得長螺桿15向前在圓刀桿4的內(nèi)孔中推進(即向圖7左側(cè)推進)，長螺桿15依次帶動滑塊10和連接板11向前移動使縱向刀桿7以銷軸一9為支點旋轉(zhuǎn)90°，直至縱向刀桿7與圓刀桿4縱向平行，成為如圖7所示的縱向直桿狀態(tài)，方便伸入大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的內(nèi)孔中。

參照圖8和圖9，本發(fā)明方法采用的卡子結(jié)構(gòu)是，包括卡子主體，卡子主體中心為圓形的卡子孔19，卡子孔19沿直徑一邊設(shè)置有開口18，卡子孔19沿直徑另一邊外圓周上固定安裝有安裝柄20，即安裝柄20與開口18分別設(shè)置在沿直徑方向的兩邊，并且開口18中心線、卡子孔19的軸心線與安裝柄20的上表面等高(即卡子主體實際安裝時是如圖8的水平狀態(tài))，以使安裝后圓刀桿4的中心高與臥式車床回轉(zhuǎn)中心的高度一致；安裝柄20的厚度尺寸C應(yīng)按照所使用臥式車床的刀方高度確定；卡子孔19的直徑D應(yīng)按照圓刀桿4的外圓直徑d確定，兩者采用H8/f7的較大間隙公差配合，既可以滿足配合精度又使得安裝調(diào)整比較容易；開口18外端上下沿對應(yīng)開有多對把合孔21，開口18和把合孔21是為了將圓刀桿4與卡子主體把合牢靠；卡子孔19內(nèi)壁還加工有鍵槽22，鍵槽22的作用是裝入圓刀桿4后與導(dǎo)向鍵16配合，防止縱向刀桿7因偏重及切削力的影響使得圓刀桿4在卡子孔19內(nèi)轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的加工方法，參照圖10、圖11，在臥式車床上，利用上述的兩個工裝配套，按照以下步驟具體實施：

步驟1、將彎折式內(nèi)孔車刀桿的圓刀桿4夾持在卡子主體的卡子孔19中，并且將導(dǎo)向鍵16與鍵槽22卡裝良好，利用多個把合螺栓通過各個把合孔21將卡子孔19的開口18卡緊，使得圓刀桿4在卡子孔19中固定牢靠，再將卡子主體的安裝柄20在臥式車床的刀架23上安裝牢靠，此時圓刀桿4的軸心線與臥式車床的回轉(zhuǎn)中心等高，見圖10；

安裝時應(yīng)在滿足加工部位長度的情況下，使得圓刀桿4向前伸出卡子孔19的長度盡量短一些，以提高彎折式內(nèi)孔車刀桿在車削過程中的剛性；

步驟2、將被加工對象大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1通過卡盤24和中心架25以卡架的方式裝卡在臥式車床上，并按照找正基準找正好，保證大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的軸心線、圓刀桿4的軸心線及車刀17的刀尖部均與臥式車床的回轉(zhuǎn)中心等高，見圖10；

步驟3、拆掉螺母14，將長螺桿15向圓刀桿4的內(nèi)孔中推進，長螺桿15依次帶動滑塊10和連接板11推進，使縱向刀桿7以銷軸一9為支點旋轉(zhuǎn)90°，使縱向刀桿7與圓刀桿4縱向平行，成為如圖7所示的折疊狀態(tài)，通過刀架23的平移使彎折式內(nèi)孔車刀桿進入大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的內(nèi)孔中；然后再回退長螺桿15，使縱向刀桿7以銷軸一9為支點返回旋轉(zhuǎn)90°，使縱向刀桿7與圓刀桿4縱向垂直，成為如圖5所示的車削狀態(tài)(彎折狀態(tài))，擰緊螺母14，沿縱向固定住長螺桿15，保證縱向刀桿7的彎折狀態(tài)固定可靠，見圖11；

步驟4、啟動臥式車床，卡盤24帶動大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1回轉(zhuǎn)，通過刀架23的平移使彎折式內(nèi)孔車刀桿的車刀17移動至大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的鼓肚形內(nèi)孔2內(nèi)表面，對刀后開始進給車削，走完第一刀后，按照圖紙要求沿直徑方向進給再走第二刀；如此重復(fù)，直至被加工對象大臺階鼓肚內(nèi)腔零件1的鼓肚形內(nèi)孔2的尺寸達到要求。