一種內(nèi)孔磨削工具的研究

XIAOZHONGMING

  摘 要：汽輪機(jī)產(chǎn)品具有多形態(tài)、多規(guī)格的特點(diǎn)，但是在閥門(mén)、空心軸、套筒等部件中，都存在大直徑、長(zhǎng)深度的內(nèi)孔，這些內(nèi)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(guī)車削的方式加工的時(shí)候存在難以加工、切削讓刀、加工發(fā)顫等一些現(xiàn)象。文中所研究的是一種加工該類內(nèi)孔的磨削工具，能夠很好地解決這類加工制造問(wèn)題。
   
      關(guān)鍵字：汽輪機(jī)；深孔加工；電磨頭
  
      0 引 言
  
     在汽輪機(jī)產(chǎn)品閥門(mén)、空心軸、套筒等部件中，由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度要求，這些產(chǎn)品的內(nèi)孔是屬于細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)定位內(nèi)孔，有比較高的精度要求。如以哈汽輪機(jī)公司的某型式閥門(mén)而言，在閥門(mén)閥座尺寸上會(huì)有一段定位內(nèi)孔，且為了提高結(jié)構(gòu)耐磨性，該段閥門(mén)內(nèi)孔表面進(jìn)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(jìn)行加工。本文所研究的即是一種自主設(shè)計(jì)的新型磨削工具，通過(guò)與普通車床相結(jié)合，采用車床刀架拖板作為磨削工具的進(jìn)給軸，進(jìn)而進(jìn)行該型式內(nèi)孔的磨削。
  
    1 、內(nèi)孔磨削工具的基本工藝過(guò)程安排
  
     結(jié)合產(chǎn)品的加工要求，由于磨削精度比較高，因此加工時(shí)間、成本都會(huì)比較高，采用本磨削工具時(shí)，用于對(duì)產(chǎn)品的精加工，用于對(duì)產(chǎn)品最終狀態(tài)下的尺寸的控制，加工余量基本應(yīng)該為0.2 mm左右。采用本方法的時(shí)候，基本工藝過(guò)程安排如下：1）第一步為測(cè)量加工余量，得出需要采用磨削工具加工時(shí)的磨削量；2）將本工具安裝在車床上，檢查各個(gè)接口位置的安裝合理性及安裝穩(wěn)定性，檢查無(wú)誤后將待加工產(chǎn)品件裝夾在車床上找正各端面及外圓，使得產(chǎn)品滿足加工的基準(zhǔn)要求；3） 將本磨削工具與車床進(jìn)行連接后，進(jìn)行砂輪的安裝、對(duì)刀及磨削轉(zhuǎn)速、產(chǎn)品轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等參數(shù)的選擇；4） 采用邊測(cè)量邊加工的方式，對(duì)刀后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行磨削加工，并注意控制參數(shù)的穩(wěn)定性，應(yīng)控制砂輪的磨削量，以防止砂輪的磨損過(guò)大，導(dǎo)致磨削出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題；5）記錄最終合格的結(jié)果，并清理毛刺及表面雜質(zhì)。
  
     2 、內(nèi)孔磨削工具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(chǎn)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(guò)進(jìn)給絲杠及調(diào)整絲杠控制刀架的位置，進(jìn)而控制磨削砂輪的位置，從而進(jìn)行磨削。
  
     依據(jù)上述設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)述，本設(shè)計(jì)方案圖樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1。

     
  
  
     依據(jù)圖1所述，磨削工具的各部分功能如下：1）車床聯(lián)接板用于與車床刀架或者刀塔的聯(lián)接，內(nèi)部設(shè)有聯(lián)接定位機(jī)構(gòu)用以保證砂輪的各項(xiàng)位置，通過(guò)其定位聯(lián)接后可以將刀架的橫向及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化到該工具上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)砂輪的位置移動(dòng)及進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)調(diào)整及切削；2）垂直換向板及電主軸聯(lián)接盤(pán)是用于聯(lián)接磨削工具驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)及部件，通過(guò)機(jī)構(gòu)保證驅(qū)動(dòng)裝置的方向與待加工內(nèi)孔的方向一致，即砂輪的軸線方向是沿著待加工內(nèi)孔的軸線方向，設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)機(jī)構(gòu)及重量確定垂直換向板的重量及安裝法蘭螺栓的直徑，設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算剛性及強(qiáng)度；3）非標(biāo)電主軸為本裝置的驅(qū)動(dòng)部件，功能上設(shè)計(jì)時(shí)為了實(shí)現(xiàn)砂輪的高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磨削加工，在結(jié)構(gòu)上該非標(biāo)電主軸采用小直徑設(shè)計(jì)，使得加工時(shí)的內(nèi)孔直徑范圍可以很大；電主軸采用變頻調(diào)速結(jié)構(gòu)，使得可以實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，滿足加工參數(shù)需求；電主軸前面采用標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)標(biāo)砂輪安裝接口，滿足大的通用性；4）砂輪采用國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)，可以采用不同材質(zhì)或者直徑參數(shù)，且易于采購(gòu)。
  
    3 、結(jié) 語(yǔ)
  
    通過(guò)以上方案可以得出，該磨削工具采用與車床聯(lián)接的方式，可以實(shí)現(xiàn)在車削完成后不用二次裝夾直接進(jìn)行加工的有點(diǎn)，減少了工作量也提高了精度；通過(guò)采用非標(biāo)電主軸的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)大范圍的速度調(diào)節(jié)，且配備的變頻調(diào)節(jié)器使得調(diào)整高效方便，可以滿足加工要求；通過(guò)采用這樣的附件工具，滿足內(nèi)孔高精度的加工要求，經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)完成產(chǎn)品的磨削加工。