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       摘 要：航空液壓產(chǎn)品中的殼體類零件的主閥套孔具有大長徑比的特點，該類零件材料主要是高強度鋁合金，內(nèi)孔加工屬于比較典型的深孔加工，其尺寸公差、幾何公差等要求嚴格，表面粗糙度值低，對加工刀具的結(jié)構(gòu)有較多限制，這給零件的精加工帶來很大的困難。通 過 研 究 殼 體 深 孔 加 工 的 工 藝 路 線 安排、加工工藝參數(shù)及加工刀具選取等，經(jīng)過鏜削、研磨和珩磨等各種加工方式的多次試驗，最終選擇用鉸削加工來保證殼體深孔加工精度要求，解決了十余種軍工重點型號大尺寸液壓殼體零件的加工瓶頸，對于同類殼體深孔加工具有借鑒意義。
 
      關(guān)鍵詞：殼體；深孔；鉸刀
   
      一般把 孔 的 深 度 和 直 徑 之 比 ＞５ 的 孔 稱 為 深孔。在深孔切削過程中，因為刀具在工件內(nèi)部切削，刀具和切削 情 況 均 無 法 觀 察 到，且 刀 具 細 長，剛 度差，冷卻困難，排屑不暢，所以深孔切削加工是一種難度較大的加工技術(shù)。深孔加工的關(guān)鍵技術(shù)是刀具參數(shù)的選取和加工余量的控制.

      航空液壓產(chǎn)品中的殼體類零件的主閥套孔的孔徑為１８～４０ｍｍ，長徑比約為８～１５。該類 零 件 材料主要是高強度鋁合金，內(nèi)孔加工屬于比較典型的深孔加工，其尺寸公差、幾何公差等要求嚴格，表面粗糙度要求低，對加工刀具的結(jié)構(gòu)有較多限制，這給零件的精加工帶來很大的困難。
  
     １ 、液壓殼體零件
 
     液壓殼體零件結(jié)構(gòu)圖如圖１所示，其內(nèi)部閥套孔２９＋０．０２５０ 、２７＋０．０２５０ ｍｍ 的內(nèi)孔表面粗糙度要求為Ｒａ０．４μｍ，圓柱度允差為０．００８ｍｍ。該零件材料為鍛鋁合金。
 
     ２ 、工藝路線
 
     該零件在臥式加工中心（機床型號 ＤＩＸＩ－２００）上加 工，操 作 系 統(tǒng) 為 ＦＡＮＵＣ１５系統(tǒng)（該 方 法 中 宏程序部分在 ＦＡＮＵＣ－０ｉ系統(tǒng)上通用）。經(jīng)過鏜削、研磨和珩磨等各種加工方式的多次試驗，最終選擇用鉸削加工來保證零件各內(nèi)孔的幾何公差要求。零件在本工序加工前狀態(tài)為所有需加工內(nèi)孔直徑方向預(yù)留２ｍｍ 余量［１－２］。
 
    以圖１中２９＋０．０２５０ ｍｍ 孔為 例，加 工 工 藝 路 線如下：１）兩端分別銑削加工２８＋０．０５０ ｍｍ 深２０ｍｍ引導(dǎo)孔；２）用２８ｍｍ 平底加長擴孔銑刀從兩端分別加工內(nèi)孔至２８ｍｍ；３）從兩端分別鏜削至２８．８ｍｍ；４）從兩端分別鏜削至２８．９２ｍｍ；５）在一端鏜削加工２９ ０－０．０１ ｍｍ 深５０ｍｍ 引導(dǎo)孔；６）從２９ ０－０．０１ｍｍ 深５０ｍｍ 引導(dǎo)孔處一次鉸削至圖樣要求。其中，第５步是關(guān)鍵，對解決孔口喇叭狀及孔的直線度有益。大長徑比內(nèi)孔鉸削時，鉸刀刀桿必然較細，剛性差，應(yīng)選擇較低的切削速度。經(jīng)多次試驗，取主軸轉(zhuǎn)速為６０ｒ／ｍｉｎ，進給 量 為３０ｍｍ／ｍｉｎ（約每 轉(zhuǎn) 每齒進給０．０５ｍｍ）。
  
   
  
     圖１ 液壓殼體零件圖
     
     鉸刀幾何參數(shù)的選擇與修研
 
     ３．１ 鉸刀幾何參數(shù)的選擇
 
     鉸刀一般選擇６～８個切削刃（見圖２），柄部為莫氏４＃ 錐帶拉釘結(jié)構(gòu)。當(dāng)孔深與直徑的 長 徑 比＞１０時，應(yīng)增大鉸刀倒錐參數(shù)，具 體 數(shù) 值 為 直 徑 方 向約５０ｍｍ 處０．０４ｍｍ 倒錐。
  

    
  
     圖２ 鉸刀示意圖
   
     以圖１中２９＋０．０２５０ ｍｍ 孔加工為例。在臥式加工中，當(dāng)鉸刀快出頭時，冷卻液已無法進入加工的內(nèi)孔，鉸刀排屑槽內(nèi)切屑也達到了最多的狀態(tài)，鉸刀因冷卻效果差與孔壁摩擦加劇，鉸刀發(fā)熱膨脹。當(dāng)鉸刀刀柄剛度不足時，會出現(xiàn)機床主軸勻速轉(zhuǎn)動而鉸刀刀刃間斷轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，反映在零件上是內(nèi)孔出口端孔口呈現(xiàn)規(guī)則的花瓣型。鉸刀與孔壁摩擦力的大小也與鉸刀刃帶的寬窄及鋒利程度有關(guān)。刃帶的寬窄應(yīng)取０．１５～０．２ｍｍ，并在刀具圖樣上明確要求。
 
     ３．２ 鉸刀直徑的修研
   
     分體式鉸刀研磨器是由２個研磨塊組合后放入殼體內(nèi)（見圖３）。修研時，將鉸刀插入，當(dāng)鉸刀轉(zhuǎn)動時從兩端施加壓力并沿鉸刀軸線往復(fù)移動，可方便地控制鉸刀直徑。
 
     鉸刀直徑的修研也可采用開口研磨套［３］。開口研磨套開口方向為：１）直開口適用于左旋和右旋鉸刀；２）右旋開口適用于左旋和直齒鉸刀；３）左旋開口適用于右旋和直齒鉸刀。
 
     鉸刀直徑的修研是深孔加工中關(guān)鍵的一步，鉸刀直徑按所加工零件內(nèi)孔直徑上偏差制作。經(jīng)過修研的鉸刀鉸孔后，零件表面粗糙度值可達 Ｒａ０．１～Ｒａ０．２μｍ。鉸刀 倒 錐 也 應(yīng) 進 行 手 工 修 整。當(dāng) 鉸 刀出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象（縮孔現(xiàn)象指的是鉸孔完成后，孔的直徑小于鉸刀直徑）時，微量的縮孔對加工表面質(zhì)量是有好處的，但會增大刀具扭 矩，當(dāng) 縮 孔＞０．０１５ｍｍ時，應(yīng)更換鉸刀。
 
 

     圖３ 分體式鉸刀研磨器示意圖
   
     ４ 、零件工作坐標(biāo)系設(shè)置與系統(tǒng)變量的合理使用
 
     由于加工所用機床為臥式四軸加工中心，故圖１所示加工內(nèi)孔很容易在一次裝夾中通過機床轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)全部完成，而此類零件的加工往往需要３個工作坐標(biāo)系。假設(shè)１個為角向基準(zhǔn)設(shè)為 Ｇ５６，另２個分別為兩端加工的坐標(biāo)系 Ｇ５４和 Ｇ５５。這３個工作坐標(biāo)系之 間 的 關(guān) 系 為：Ｇ５４、Ｇ５５本身 相 差１８０°，Ｇ５４、Ｇ５５又分別與 Ｇ５６相差±９０°，Ｇ５４、Ｇ５５的Ｙ坐標(biāo)相同，而 Ｘ 坐標(biāo) 數(shù) 值 相 同、正 負 號 相 反。利 用宏程序系統(tǒng)變量更改工作坐標(biāo)系。當(dāng)探頭校正 Ｇ５６角向基準(zhǔn)及 Ｇ５４Ｘ 基準(zhǔn)后，運行如下宏程序段：＃５２４１＝－＃５２２１ Ｇ５５坐標(biāo)系的 Ｘ 值等于 Ｇ５４坐標(biāo)系的－Ｘ 值＃５２２４＝＃５２６４－９０ Ｇ５４坐標(biāo)系的角度值等于 Ｇ５６角度基準(zhǔn)－９０°＃５２４４＝＃５２６４＋９０ Ｇ５５坐標(biāo)系的角度值等于 Ｇ５６角度基準(zhǔn)＋９０°由上述程序段可知，工件加工所需的各個工作坐標(biāo)系可全部利用宏程序完成輸入，不需要任何人為輸入，完全避免了人為出錯的可能 。
 
     ５ 、結(jié)語
 
     大長徑比的深孔加工，一直是機械加工的一個難題，特別是本文中各個臺階孔有同軸度、圓柱度等幾何公差要求時。對于加工程序編制，不能僅考慮程序正確與否，還應(yīng)盡可能降低操作者難度及人為出錯的概率。當(dāng)深孔加工時，僅靠刀具參數(shù)或加工程序等某一項改進很難達到理想效果。合理的加工方法應(yīng)綜合考慮加工步驟、刀具幾何參數(shù)、刀具切削參數(shù)和加工程序的優(yōu)化等。
 
     經(jīng)過鏜削、研磨和珩磨等各種加工方式的多次試驗，最終選擇用鉸削加工，來保證了零件各內(nèi)孔的尺寸要求，解決了十余種軍工重點型號大尺寸液壓殼體零件的加工瓶頸。