一種內孔磨削工具的研究

XIAOZHONGMING

  摘 要：汽輪機產品具有多形態、多規格的特點，但是在閥門、空心軸、套筒等部件中，都存在大直徑、長深度的內孔，這些內孔加工要求精度都比較高，而且由于表面硬度比較大，采用常規車削的方式加工的時候存在難以加工、切削讓刀、加工發顫等一些現象。文中所研究的是一種加工該類內孔的磨削工具，能夠很好地解決這類加工制造問題。
   
      關鍵字：汽輪機；深孔加工；電磨頭
  
      0 引 言
  
     在汽輪機產品閥門、空心軸、套筒等部件中，由于設計結構及強度要求，這些產品的內孔是屬于細長結構定位內孔，有比較高的精度要求。如以哈汽輪機公司的某型式閥門而言，在閥門閥座尺寸上會有一段定位內孔，且為了提高結構耐磨性，該段閥門內孔表面進行滲氮處理，硬度很高，采用車削方式難以加工，一般需要采用磨削的方式進行加工。本文所研究的即是一種自主設計的新型磨削工具，通過與普通車床相結合，采用車床刀架拖板作為磨削工具的進給軸，進而進行該型式內孔的磨削。
  
    1 、內孔磨削工具的基本工藝過程安排
  
     結合產品的加工要求，由于磨削精度比較高，因此加工時間、成本都會比較高，采用本磨削工具時，用于對產品的精加工，用于對產品最終狀態下的尺寸的控制，加工余量基本應該為0.2 mm左右。采用本方法的時候，基本工藝過程安排如下：1）第一步為測量加工余量，得出需要采用磨削工具加工時的磨削量；2）將本工具安裝在車床上，檢查各個接口位置的安裝合理性及安裝穩定性，檢查無誤后將待加工產品件裝夾在車床上找正各端面及外圓，使得產品滿足加工的基準要求；3） 將本磨削工具與車床進行連接后，進行砂輪的安裝、對刀及磨削轉速、產品轉速、進給速度等參數的選擇；4） 采用邊測量邊加工的方式，對刀后對產品進行磨削加工，并注意控制參數的穩定性，應控制砂輪的磨削量，以防止砂輪的磨損過大，導致磨削出現質量問題；5）記錄最終合格的結果，并清理毛刺及表面雜質。
  
     2 、內孔磨削工具的設計簡述
  
    由上述工藝總方案可以看出，該磨削工具適用于剩余加工余量不大的磨削精加工，與車床配合使用，將產品安裝在臥車上后，將本磨削工具安裝在車床刀架或者刀塔上，通過進給絲杠及調整絲杠控制刀架的位置，進而控制磨削砂輪的位置，從而進行磨削。
  
     依據上述設計思路簡述，本設計方案圖樣結構簡圖如圖1。

     
  
  
     依據圖1所述，磨削工具的各部分功能如下：1）車床聯接板用于與車床刀架或者刀塔的聯接，內部設有聯接定位機構用以保證砂輪的各項位置，通過其定位聯接后可以將刀架的橫向及進給運動轉化到該工具上，進而實現砂輪的位置移動及進給，實現調整及切削；2）垂直換向板及電主軸聯接盤是用于聯接磨削工具驅動裝置的機構及部件，通過機構保證驅動裝置的方向與待加工內孔的方向一致，即砂輪的軸線方向是沿著待加工內孔的軸線方向，設計時依據機構及重量確定垂直換向板的重量及安裝法蘭螺栓的直徑，設計時需要計算剛性及強度；3）非標電主軸為本裝置的驅動部件，功能上設計時為了實現砂輪的高速旋轉，進而實現磨削加工，在結構上該非標電主軸采用小直徑設計，使得加工時的內孔直徑范圍可以很大；電主軸采用變頻調速結構，使得可以實現不同轉速的調節，滿足加工參數需求；電主軸前面采用標準的國標砂輪安裝接口，滿足大的通用性；4）砂輪采用國標設計，可以采用不同材質或者直徑參數，且易于采購。
  
    3 、結 語
  
    通過以上方案可以得出，該磨削工具采用與車床聯接的方式，可以實現在車削完成后不用二次裝夾直接進行加工的有點，減少了工作量也提高了精度；通過采用非標電主軸的結構可以實現大范圍的速度調節，且配備的變頻調節器使得調整高效方便，可以滿足加工要求；通過采用這樣的附件工具，滿足內孔高精度的加工要求，經濟、高效地實現完成產品的磨削加工。