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1、机械专业教师下企业的实践报告目录机械专业教师下企业的实践报告11 .深孔锥度锲刀方案设计:22深孔锥度键刀结构设计31.1 锥度悭刀结构33.2悭杆结构44总结4内容:根据锥度深孔的加工要求设计了数控锥度深孔螳刀结构,介绍了锥度深孔的加工方法。该结构由锥度键刀螳杆和驱动装置组成,数控系统发出控制信号,驱动交流伺服电机运动,通过减速机控制键刀和进给拖板运动,实现了轴向与径向两轴联动的对内锥孔的悭削加工,并可以加工长度不超过6m,大小头直径差15Omm以内的任意锥孔。收获:随着国内模具行业、塑料挤出机和环保设备对锥度深孔零件的需求不断增加,深孔加工中不仅要求加工直孔零件,还要求加工锥孔零件。但目前
2、的深孔加工主流设备(TK21系列数控深孔钻键床)主要应用于直孔加工,包括通孔、盲孔和阶梯孔,不能进行锥度深孔加工,加大锥度深孔零件加工难度。随着设计技术的突破,使深孔机床既能进行单锥孔深孔加工,也能进行双锥孔深孔加工。数控车、铳的加工可进行直线、圆弧插补加工零件,目前,锥孔锋刀结构不成熟,制造方法也无相对系统的理论。本文据此设计了锥度深孔锋削刀具,并提出了加工方法。图1为三一重工的一种专用零件结构,曾在公司TK2120上加工,外圆直径。200,全长2.6m,要求锋削锥孔孔径:小头。130,大头。145,采用合金钢40Cr材料,表面粗糙度Ra3.2mo但调试没有成功,车床只能在两头进行加工,最大
3、进给深度为800mmo26002图I现有零件结构锥孔锋削加工一般采用如图2所示的锥度键刀结构。悭头体内部有一个可以轴向移动的芯轴,芯轴有一个圆锥面,刀块的斜面与芯轴的圆锥面配合。当锥度芯轴轴向左移动时,刀块沿径向展开,使刀片压向工件加工表面,实现锥孔切削;当芯轴后退时,刀块在拉力弹簧的作用下径向收缩。这种刀具只能加工2030mm长的短锥,超出后导向块无法定位。无法加工如图1所示的加工工件(。2002600,锥孔大、小头。1450130)o1.芯轴2.键头体3.刀块4.机夹刀片5.端盖6.导向块7.拉力图2老式锥度深孔锋头结构1 .深孔锥度键刀方案设计:对于图1中零件的基本要求如下:锥度键刀在轴
4、向移动时能自动扩张和收缩,且径向移动和轴向移动存在一个固定比值;在加工锥度深孔时,导向块始终与已加工好的孔壁配合,抛弃了先加工成阶梯孔再用成型锥度键刀的结构;采用四方形带花纹的涂层硬质合金刀片,便于更换和保证尺寸精度;刀具的切削角度可以选用内孔切槽车刀的角度,机夹四方刀片斜面为7,设计了断屑槽,满足断屑要求;采用油基切削液,通过授油器输送,向前床头箱的方向排屑,通过排屑斗进入储屑箱和油箱;锋刀径向伸缩采用依靠斜面径向变化,通过顶杆使刀块轴向移动的机构,保证了刀具不出现让刀现象,并利用数控系统对切削直径进行控制;数控深孔锥度键刀采用交流伺服电机控制,解决了与数控系统连接困难的问题,实现了自动编程
5、和自动加工。2深孔锥度锋刀结构设计在数控深孔钻悭床上对深孔悭刀和键杆进行设计,并在悭杆固定架的后部安装减速机和交流伺服电机,利用数控系统进行控制。对于所加工的零件,需在锂削加工完成的内孔中进行长锥孔工序加工。采用工件旋转、键杆不转的加工方式,授油器向前供油,便于排屑,解)夬了不能进行长锥孔加工的问题,实现了表面粗糙度Ra3.2um以内的加工要求。2.1锥度键刀结构图3为径向扩张的数控锥度键刀。键头由锥度芯轴和刀座等组成,锥度芯轴有2个圆锥面,刀块有2个斜面与芯轴的圆锥面配合。当拉杆轴向移动时,刀块沿径向展开,使刀片压向工件加工表面,产生一定的接触面积和压力;刀头和胶木条呈一条斜线,与锋孔斜度一
6、致,在驱动装置的作用下实现刀头和导向块压向工件表面O345678921导向块2.端盖3.锥度芯轴4.机夹刀片5.刀座6.拉力弹簧7.胶木块8.镇头体9.拉杆图3锥度深孔锋头新结构如图3所示,在锋头体上开有4个槽,其中一个槽安装刀座,另外3个槽安装导向块,保证了锋孔时锋刀的正确定位,提供了刀具在加工中的稳定性和拉杆的刚性;机夹刀片有断屑槽,当刀片一个面磨损后可更换另一个面继续加工,提高了其使用寿命;锥度芯轴位于键头体内孔中,有两个圆锥面,采用小间隙配合,刀座有两个斜面与芯轴的圆锥面配合。当锥度芯轴轴向推移时刀座沿径向展开,使刀片压向工件加工表面,产生一定的接触面积和压力,在动力装置的作用下实现刀
7、片和导向块压向工件表面。切削过程中,在驱动装置的作用下,拉杆直线移动并带动锥度芯轴移动,刀座随着锥度芯轴的移动而沿着径向均匀地展开,使机夹刀片逐渐压向工件加工表面,随着工件旋转和刀头的轴向进给及径向展开,加工轨迹为锥形面。当展开到最大行程时,数控系统的程序会给交流伺服电机一个信号,拉杆做后退运动,刀座在拉力弹簧的作用下自动迅速退回原位,完成一次行程;按照预先设定的工艺流程完成锥孔加工,并非一次完成,需二次进给加工,由数控自动编程实现一次粗锋和一次半精铠3.2锋杆结构如图4所示,键杆由内部可轴向移动的拉杆组成,支承套固定在键杆内,拉杆由数节组成并通过锥销连接,键杆采用矩形螺纹连接,能实现不同长度
8、的组合。因此,新型锂杆可做成不同长度,键杆不转动。拉杆上开有键槽,键杆上有螺钉固定在键槽上,拉杆不能转动(仅能轴向移动)。通过M16螺母、螺杆和推力球轴承转化并带动拉杆轴向移动,拉杆轴向移动带动锥度芯轴移动,使刀座沿着径向展开,刀片压向工件加工表面.实现切削加工。1.拉杆2.支承套3.植杆4.螺钉5.螺母套6.推力球轴承图4卷杆结构4总结目前,国内模具行业、塑料挤出机和环保设备等均需要锥度深孔零件,本文设计了数控键刀、键杆和伺服驱动装置,得出了任意锥孔深孔锂削的全套技术解决方案,通过数控系统控制键刀装置实现两轴联动,对内孔进行插补加工。该技术通过加工实践,解决了复杂锥度深孔零件内腔加工的难题,达到了良好的预期效果。