深孔镗工艺

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2228页（4422字）

(1)工艺过程

在深孔镗床上加工缸筒内孔的工艺过程为：粗镗-细镗－精镗(浮动镗)-滚压。可以一刀一序，分序加工；也可以使用组合刀具对其中几序或全序进行组合加工。其特点为：

分序加工：刀具简单，便于控制加工质量；生产效率低。

组合加工：生产效率高；刀具复杂，加工质量不便于控制。加工大长径比的缸筒，刀具易走偏。

加工时，按刀杆受力方式，镗削可分为推镗和拉镗。

推镗：刀杆受压力，易弯曲，对加工精度有影响；操作方便，排屑方便。

拉镗：刀杆受拉力，不易弯曲，切削平稳，有利于提高加工精度；操作不便，辅助时间长。排屑差。不能加工盲孔。

图37．5－1为起重机伸缩缸缸筒加工图。

图37．5－1 液压缸筒加工图

1－缸筒；2－接头座

缸筒毛坯为热轧无缝管材，材质45钢，硬度HB180～195。缸筒加工工艺过程见表37．5－1。

表37．5－1 缸筒加工工艺过程表

工艺说明：

·缸筒两端倒角并车出夹口，做为内孔加工装夹定位基准。

·接头座在细镗前焊上，防止因焊接变形而影响内孔精度。

·缸筒较长，为减小刀具走偏，粗镗从两端进行，中间接刀。

·为使加工能够进行，并保证同轴度要求，加工中，基准要经过从内到外，从外到内多次转换，即安排车修架子口工序。

(2)缸筒加工的重要工序和关键工序

缸筒加工，粗镗、细镗、精镗、滚压是主要工序。其中细镗和滚压是关键工序。

A．粗镗、细镗

去除毛坯大部余量，保证孔的直线度。使形位公差和几何精度符合精镗前要求。

图37．5－2是粗、细镗削对刀图。深孔加工是定直径刀具加工。刀头2进入工件前靠刀头导向套3定心。进入工件后，刀头靠已加工面自定心。刀头导套与硬质合金支承块1配合间隙D－d=0．03～0．05mm。支承块尺寸靠配磨保证，磨损后，加垫片或更换支承块。

图37．5－2 对刀图

D－刀头导向套内径；d－硬质合金支承块直径

刀尖对硬质合金支承块超前量L=2～3mm。刀尖对硬质合金支承块径向高出量H=0．05～0．10mm。

镗刀首先要考虑断屑和耐用。6～7m长缸筒细镗，一次走过，中途不能停车换刀。刀具强度要好；断屑槽设计，应使切削出短C型屑。

缸筒长径比大。粗、细镗削中的刀具走偏是加工中普遍存在的问题。刀具走偏可看作是加工出孔的轴线与理想轴线的偏移。它会使加工出的缸筒壁厚不均匀；精镗余量小。若细镗刀具走偏，直线度达不到要求，精镗则不能将孔镗圆。因此，细镗是关键工序。表37．5－2列出了刀具走偏的主要原因及解决方法。

表37．5－2 刀具走偏的主要原因及解决方法

B．精镗

因采用浮动镗刀加工，对孔的直线度、位置度影响不大，主要是提高孔的几何、尺寸精度。降低表面粗糙度。

图37．5－3是可调式浮动镗刀结构图。浮动镗刀是一种定直径孔用刀具，适用于对半精加工后的孔进行精加工，它的校准刃长，偏角小，切削平稳。可对孔进行修光，通过两对称切削刃产生的径向分力的平衡，使刀体沿刀方(刀头方孔)浮动，而不致卡死。

图37．5－3 浮动镗刀

浮动镗刀安装在浮动镗刀头上，镗刀与刀头方孔

(刀方)的配合为，镗刀能够自由滑动并保持与镗刀头轴线垂直。

C．滚压

缸筒的滚压加工是通过滚压头上硬度很高的滚柱(滚珠)对内孔表面进行挤压，使其产生塑性变形，将微观不平度滚平压光，从而降低表面粗糙度和提高表面硬度。

图37．5－4是滚压头结构图，滚压过程中，滚柱1在切向力和轴向力的作用下，既随支承套3公转，又绕自身轴线自转。在有过盈量和进给量的情况下，将工件表面压光。

图37．5－4 滚压头

旋动调节套5通过轴承4和支承套3可调整滚压外径尺寸。为防止工作中调节套转动而改变滚压头尺寸，在调节套和锁母7之间装有止动垫6。

滚压头滚柱采用单列长锥形滚柱。滚柱支承在锥套2上，锥套的斜角为1°10′，滚柱的锥角为1°30′，从而使滚柱与工件表面形成20′的斜角。斜角的大小会改变滚柱与工件接触面的宽窄。斜角大，接触面过窄，滚压会出现螺旋纹。反之也会降低表面光洁度。

滚柱是滚压头的关键件。同一个滚压头的滚柱，直径相差不能超过5μm。

一般，钢材滚压过盈量在0．13～0．18mm，滚压后孔径增大0．02～0．03mm，表面粗糙度降低2～3级。滚压生产效率为珩磨的5倍以上，是一种效率较高的加工方式。

滚压注意事项：

·滚压前，孔应经过浮动镗加工，粗糙度不大于。

·缸筒及切削液内应无铁屑杂物，否则滚压后会产生“麻点”。

·滚压次数一般不超过2次。以避免产生“脱皮”现象。

(3)切削用量(吃刀深度、走刀量、切削速度)

缸筒材质45钢，硬度HB≯200，切削用量见表37．5－3。

表37．5－3 切削用量

(4)深孔镗床

图37．5－5为深孔镗床示意图

图37．5－5 深孔镗床示意图

1－床头；2－挡油罩；3－床头胎；4－工件；5－中心架；6－托架；7－输油器；8－镗刀杆；9－镗杆支承架；10－镗杆座；11－拖板

深孔镗床的主运动是工件4的旋转运动。床头1上装有床头胎3，工件左端由床头胎的夹具夹紧，右端顶在输油器7前端盖上并有中心架5和托架6支承。机床主轴带动工件旋转；镗杆8通过镗杆座10固定在拖板11上，中间并有镗杆支承架9支承，拖板带动镗杆完成进给运动。

A．床头胎

床头胎(图37．5－6)由车床夹具2和过渡套筒1组成。车床夹具为弹簧夹套式。以减小缸筒夹紧变形。过渡套筒与机床主轴相连。其上开有长方口，用于取下浮动镗刀和滚压头，切屑和冷却液也从这里排出。

图37．5－6 床头胎

1－过渡套筒；2－车床夹具

输油器是深孔镗床的主要部件，见图37．5－7。其作用为：

图37．5－7 输油器

1－前端盖；2－刀头导向套；3－输油器主轴；4－镗杆支撑套

·输送冷却液。

·安装导向套，正确引导刀头进入工件。

·支承镗杆，增加镗杆刚性，防止振动。

·顶正工件，确定工件、刀具、机床主轴之间的正确位置。

因此，对输油器有如下要求：

·输油器主轴3与机床主轴同心；旋转精度好。

·密封性好，不使冷却液外溢。

·更换导向套方便，具有一定的通用性。

加工不同直径的缸筒需要更换相应的刀头导向套2，镗杆支承套4和前端盖1。

C．深孔镗冷却系统

深孔镗削的冷却排屑非常重要。需有一定强制性，需要大流量的冷却液冲走切屑。冷却泵的流量可参考经验公式确定

q=(1．5～2)D(L／min)

式中 q——冷却泵流量；

D——被加工缸筒缸径(mm)。

切削时，冷却液温度不应超过50～60℃。

冷却系统要有可靠的过滤装置，用来提高油的清洁度。

冷却液要有冷却润滑作用，可选用一般机油+20%硫化油或使用极压切削液。