利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法
【專利摘要】利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，它涉及一種套筒深孔的加工方法，以解決現(xiàn)有汽輪機(jī)套筒深孔加工時(shí)，套筒容易引偏和振動(dòng)、切宵排除困難、會(huì)劃傷已加工表面和刀具崩刃的問題。方法：一、下料；二、第一次粗車套筒的內(nèi)孔、外圓及兩端面；三、對(duì)套筒進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；四、第二次粗車套筒的內(nèi)孔、外圓及兩端面；五、對(duì)套筒進(jìn)行回火處理；六、精車套筒的內(nèi)孔、外圓及兩端面；七、利用階梯式鉸刀在車床上加工套筒的內(nèi)孔；八、磨套筒的內(nèi)孔；九、在徑向孔的加工位置上劃孔線；十、鉆徑向孔；十一、銑徑向孔；十二、氮化處理；十三、精磨套筒的內(nèi)孔；十四、精磨套筒的外圓；至此，完成汽輪機(jī)套筒深孔的加工。本發(fā)明用于加工汽輪機(jī)套筒深孔。
【專利說明】利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種套筒深孔的加工方法，具體涉及一種利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]孔的長度與直徑之比大于5的孔稱為深孔。深孔加工比一般孔加工難度大。在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)部套中存在一定數(shù)量的長套筒，如圖1，不僅孔深(L/D?12)，而且對(duì)精度和表面粗糙度的要求也很高。由于零件較長，對(duì)深孔加工時(shí)常采用“一夾一托”(即在工件的一端用卡盤裝夾，在工件的另一端用中心架托住)的方法，這種方法加工的深孔普遍存在下列問題:(1)深孔加工時(shí)，孔的軸線易歪斜，這是因?yàn)樯羁椎毒呒?xì)長，剛性差，強(qiáng)度低，在加工時(shí)容易引偏和振動(dòng)。(2)刀具的散熱條件差，切削溫度升高會(huì)使刀具的耐用度降低。(3)切宵排除困難，不僅會(huì)劃傷已加工表面，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起刀具的崩刃至折斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有汽輪機(jī)套筒深孔加工時(shí)，套筒容易引偏和振動(dòng)、切宵排除困難、會(huì)劃傷已加工表面和刀具崩刃的問題，進(jìn)而提供一種利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明的方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]步驟一、下料:選型材合金鋼圓棒料，長度398mm、直徑Φ95ι?πι ；
[0007]步驟二、第一次粗車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留3mm余量；車外圓，各段半徑上均留3mm余量；車兩端面，各留3mm余量；
[0008]步驟三、調(diào)質(zhì):對(duì)套筒I進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；
[0009]步驟四、第二次粗車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留1.5mm余量；車外圓，各段半徑上均留1.5mm余量；車兩端面，各留1.5mm ；
[0010]步驟五、回火:對(duì)套筒I進(jìn)行回火處理；
[0011]步驟六、精車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留0.125mm余量；車外圓，各段半徑上均留0.2_余量；兩端面按圖紙要求車準(zhǔn)；
[0012]步驟七、利用階梯式鉸刀在車床上加工套筒I的內(nèi)孔:鉸刀從內(nèi)孔尾部端面開始走刀，先鉸出IOmm?15mm長，退刀檢查內(nèi)孔直徑是否合格，合格后繼續(xù)走刀，鉸孔選用參數(shù):s = 0.1 2mm/r?0.18mm/r , n = 14r/min?18r/min, s為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，η為工件每分鐘轉(zhuǎn)速，鉸刀走刀時(shí)配有冷卻液，冷卻液選用硫化油，冷卻液的壓力P = 70 X IO4Pa?80 X IO4Pa,該工序完成后，內(nèi)孔半徑上留0.05mm余量；
[0013]步驟八、磨套筒I的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒I的內(nèi)孔,半徑上留0.02mm余量；
[0014]步驟九、劃線:在徑向孔2的加工位置上劃孔線；
[0015]步驟十、鉆徑向孔2:利用鉆床鉆徑向孔2，半徑上留Imm余量；[0016]步驟十一、銑徑向孔2:利用銑床銑徑向孔2，尺寸達(dá)圖紙要求；
[0017]步驟十二、對(duì)套筒I進(jìn)行氮化處理；
[0018]步驟十三、精磨套筒I的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒I的內(nèi)孔，尺寸達(dá)圖紙要求；
[0019]步驟十四、精磨套筒I的外圓:在磨床上磨套筒I的外圓，各段尺寸達(dá)圖紙要求；
[0020]至此，完成汽輪機(jī)套筒深孔的加工。
[0021]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]一、本發(fā)明利用階梯式鉸刀加工深孔，使得套筒不容易引偏和振動(dòng)，并通過螺母上的四個(gè)噴油孔5-2給鉸孔提供壓力油，使得階梯式鉸刀具有良好的排屑潤滑條件，切屑很容易排除，避免了劃傷已加工表面和刀具崩刃的現(xiàn)象，從而提高了工件的表面粗糙度和精度要求。
[0023]二、冷卻液選用硫化油，硫化油使得切屑呈卷曲狀，排屑很流暢，同時(shí)利用壓力油將鐵屑從前方推出。這不僅充分冷卻了刀具，提高耐用度，而且防止切屑劃傷已加工表面。
[0024]三、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是利用本發(fā)明的方法加工套筒的工件示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明步驟二中階梯式鉸刀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是刀桿3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是鉸刀頭7的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0029]圖5是圖4的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1?圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0031]步驟一、下料:選型材合金鋼圓棒料，長度398_、直徑Φ95_ ；
[0032]步驟二、第一次粗車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留3mm余量；車外圓，各段半徑上均留3mm余量；車兩端面，各留3mm余量；
[0033]步驟三、調(diào)質(zhì):對(duì)套筒I進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；調(diào)質(zhì)處理指淬火后高溫回火處理，高溫回火溫度為500°C?650°C之間；
[0034]步驟四、第二次粗車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留1.5mm余量；車外圓，各段半徑上均留1.5mm余量；車兩端面,各留1.5mm;
[0035]步驟五、回火:對(duì)套筒I進(jìn)行回火處理；
[0036]步驟六、精車套筒I的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留0.125mm余量；車外圓，各段半徑上均留0.2_余量；兩端面按圖紙要求車準(zhǔn)；
[0037]步驟七、利用階梯式鉸刀在車床上加工套筒I的內(nèi)孔:鉸刀從內(nèi)孔尾部端面開始走刀，先鉸出IOmm?15mm長，退刀檢查內(nèi)孔直徑是否合格，合格后繼續(xù)走刀，鉸孔選用參數(shù):s = 0.1 2mm/r?0.18mm/r , n = 14r/min?18r/min, s為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，η為工件每分鐘轉(zhuǎn)速，鉸刀走刀時(shí)配有冷卻液，冷卻液選用硫化油，冷卻液的壓力P = 70 X IO4Pa?80 X IO4Pa,該工序完成后，內(nèi)孔半徑上留0.05mm余量；[0038]步驟八、磨套筒I的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒I的內(nèi)孔,半徑上留0.02mm余量；
[0039]步驟九、劃線:在徑向孔2的加工位置上劃孔線；
[0040]步驟十、鉆徑向孔2:利用鉆床鉆徑向孔2，半徑上留Imm余量；
[0041]步驟十一、銑徑向孔2:利用銑床銑徑向孔2，尺寸達(dá)圖紙要求；
[0042]步驟十二、對(duì)套筒I進(jìn)行氮化處理；
[0043]步驟十三、精磨套筒I的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒I的內(nèi)孔，尺寸達(dá)圖紙要求；
[0044]步驟十四、精磨套筒I的外圓:在磨床上磨套筒I的外圓，各段尺寸達(dá)圖紙要求；
[0045]至此，完成汽輪機(jī)套筒深孔的加工。
[0046]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟七中鉸刀從內(nèi)孔尾部端面開始走刀，先鉸出12mm長。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0047]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟七中鉸刀的進(jìn)給速度s = 0.16mm/r0其它步驟與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟七中工件的轉(zhuǎn)速n = 16r/min。其它步驟與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟七中的冷卻液的壓力P = 78X 104Pa。冷卻液達(dá)到這個(gè)壓力，才能為鉸孔提供有效的冷卻。同時(shí)利用壓力油將鐵屑從前方推出。這不僅充分冷卻了刀具，提高耐用度，而且防止切屑劃傷已加工表面。其它步驟與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖2?圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟七中的階梯式鉸刀包括刀桿3、套環(huán)4、螺母5、半圓鍵6和鉸刀頭7，刀桿3由前至后依次為刀頭安裝段3-1、墊環(huán)安裝段3-2、螺母安裝段3-3、空刀槽3-4和尾部3_5，刀頭安裝段3_1的外徑設(shè)有錐度，刀頭安裝段3-1的外端直徑小于里端直徑，鉸刀頭7、套環(huán)4和螺母5依次安裝在刀頭安裝段3-1、墊環(huán)安裝段3-2和螺母安裝段3-3上，刀頭安裝段3-1的內(nèi)孔設(shè)有與刀頭安裝段3-1相配合的錐度，套環(huán)4與墊環(huán)安裝段3-2通過半圓鍵6連接，螺母5與螺母安裝段3-3螺紋連接，刀桿3的尾部3-5軸心設(shè)有進(jìn)液孔3-6，螺母安裝段3_3上設(shè)有與進(jìn)液孔3-6相通的通液孔3-7，螺母5的內(nèi)部設(shè)有與通液孔3-7相通的內(nèi)腔5_1，螺母5的前端面沿同一圓周均布設(shè)有四個(gè)噴油孔5-2，噴油孔5-2的軸線與刀桿3的軸線呈17°，四個(gè)噴油孔5-2的軸線交點(diǎn)位于刀桿3的尾部3-5。將螺母5為M16螺紋連接到刀桿上，螺母5的作用是提供冷卻油噴射角度及軸向定位作用。在刀桿3上安裝半圓鍵6套上套環(huán)4，使得套環(huán)4圓周方向定位不能轉(zhuǎn)動(dòng)并靠實(shí)右端的螺母5。階梯式鉸刀固定到刀臺(tái)上，階梯式鉸刀本身不旋轉(zhuǎn)只沿著導(dǎo)軌方向進(jìn)給，工件旋轉(zhuǎn)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0051]【具體實(shí)施方式】七:結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是刀頭安裝段3-1的外徑錐度為1:30。其它步驟與【具體實(shí)施方式】六相同。
[0052]【具體實(shí)施方式】八:結(jié)合圖2和圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是套環(huán)4的前端面設(shè)有凸起4-1，鉸刀頭7的后端面設(shè)有與凸起4-1相配合的槽7-1。其它步驟與【具體實(shí)施方式】六或七相同。
[0053]【具體實(shí)施方式】九:結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是鉸刀頭7的刀齒Z為8?12個(gè)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】八相同。
[0054]【具體實(shí)施方式】十:結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是鉸刀頭7的刀齒Z為8?10個(gè)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】九相同。
【權(quán)利要求】
1.一種利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，所述方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、下料:選型材合金鋼圓棒料，長度398_、直徑Φ95_ ； 步驟二、第一次粗車套筒(1)的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留3mm余量；車外圓，各段半徑上均留3mm余量；車兩端面，各留3mm余量； 步驟三、調(diào)質(zhì):對(duì)套筒(1)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理； 步驟四、第二次粗車套筒(1)的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留1.5mm余量；車外圓，各段半徑上均留1.5mm余量；車兩端面，各留1.5mm ； 步驟五、回火:對(duì)套筒(1)進(jìn)行回火處理； 步驟六、精車套筒(1)的內(nèi)孔、外圓及兩端面:車內(nèi)孔，半徑上留0.125mm余量；車外圓，各段半徑上均留0.2_余量；兩端面按圖紙要求車準(zhǔn)； 步驟七、利用階梯式鉸刀在車床上加工套筒(1)的內(nèi)孔:鉸刀從內(nèi)孔尾部端面開始走刀，先鉸出10mm~15mm長，退刀檢查內(nèi)孔直徑是否合格，合格后繼續(xù)走刀，鉸孔選用參數(shù):s=0.1 2mm/r~0.18mm/r , η = 14r/m1n~18r/m1n, s為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，n為工件每分鐘轉(zhuǎn)速，鉸刀走刀時(shí)配有冷卻液，冷卻液選用硫化油，冷卻液的壓力P = 70 X 104Pa~80 X 104Pa,該工序完成后，內(nèi)孔半徑上留0.05mm余量； 步驟八、磨套筒(1)的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒(1)的內(nèi)孔，半徑上留0.02mm余量； 步驟九、劃線:在徑向孔(2)的加工位置上劃孔線； 步驟十、鉆徑向孔(2):利用鉆床鉆徑向孔(2)，半徑上留1mm余量； 步驟十一、銑徑向孔⑵:利用銑床銑徑向孔(2)，尺寸達(dá)圖紙要求； 步驟十二、對(duì)套筒(1)進(jìn)行氮化處理； 步驟十三、精磨套筒(1)的內(nèi)孔:在磨床上磨套筒(1)的內(nèi)孔，尺寸達(dá)圖紙要求； 步驟十四、精磨套筒(1)的外圓:在磨床上磨套筒(1)的外圓，各段尺寸達(dá)圖紙要求； 至此，完成汽輪機(jī)套筒深孔的加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述步驟七中鉸刀從內(nèi)孔尾部端面開始走刀，先鉸出12mm長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述步驟七中鉸刀的進(jìn)給速度s = 0.16mm/r。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述步驟七中工件的轉(zhuǎn)速n = 16r/m1n。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述步驟七中的冷卻液的壓力P = 78 X 104Pa0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述步驟七中的階梯式鉸刀包括刀桿(3)、套環(huán)(4)、螺母(5)、半圓鍵(6)和鉸刀頭(7)，刀桿(3)由前至后依次為刀頭安裝段(3-1)、墊環(huán)安裝段(3-2)、螺母安裝段(3-3)、空刀槽(3-4)和尾部(3-5)，刀頭安裝段(3-1)的外徑設(shè)有錐度，刀頭安裝段(3-1)的外端直徑小于里端直徑，鉸刀頭(7)、套環(huán)(4)和螺母(5)依次安裝在刀頭安裝段(3-1)、墊環(huán)安裝段(3-2)和螺母安裝段(3-3)上，刀頭安裝段(3-1)的內(nèi)孔設(shè)有與刀頭安裝段(3-1)相配合的錐度，套環(huán)(4)與墊環(huán)安裝段(3-2)通過半圓鍵(6)連接，螺母(5)與螺母安裝段(3-3)螺紋連接，刀桿(3)的尾部(3-5)軸心設(shè)有進(jìn)液孔(3-6)，螺母安裝段(3-3)上設(shè)有與進(jìn)液孔(3_6)相通的通液孔(3-7)，螺母(5)的內(nèi)部設(shè)有與通液孔(3-7)相通的內(nèi)腔(5-1)，螺母(5)的前端面沿同一圓周均布設(shè)有四個(gè)噴油孔(5-2)，噴油孔(5-2)的軸線與刀桿(3)的軸線呈17°，四個(gè)噴油孔(5-2)的軸線交點(diǎn)位于刀桿(3)的尾部(3-5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述刀頭安裝段(3-1)的外徑錐度為1:30。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述套環(huán)(4)的前端面設(shè)有凸起(4-1)，鉸刀頭(7)的后端面設(shè)有與凸起(4-1)相配合的槽(7-1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述鉸刀頭(7)的刀齒Z為8~12個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述利用階梯式鉸刀加工汽輪機(jī)套筒深孔的方法，其特征在于:所述鉸刀頭(7)的刀齒Z 為10個(gè)。
【文檔編號(hào)】B23D75/00GK103949857SQ201410172441
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】陳永亮, 張彥, 成國富, 王淑琴, 趙軍 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司