交叉孔系薄壁异形缸筒内孔加工技术

编者按

文章介绍的是通过分析通用加工技术的不足,采取契合装夹高速分层切削滚压成形、分步加工复合刀具成形及自制刀具清根的复合加工措施等技术,实现了交叉孔系薄壁异形缸筒机械构件内孔的有效加工。

典型交叉孔系薄壁异形缸筒结构如图1所示,此零件很难加工成形,在加工时存在如下几个问题。

(1)异形薄壁主孔加工易变形首先,缸筒形状为异形,因而不易装夹,采用非契合缸筒形状的夹具(如压板、链条等)夹紧后,主孔会产生装夹变形。其次,缸筒成品壁薄(7.5~9.5mm),主孔加工完成后会由于加工、装夹等应力而产生变形。

(2)台阶兼交叉孔加工几何公差难保证大旁孔中内孔为台阶孔,统一钻削底孔后分别进行镗削或铰削而成,这样必然会产生重复定位、装夹及加工误差,从而导致很难保证台阶孔的同轴度。此外,大旁孔主孔底部与水平小孔呈90°交叉,在大旁孔中各台阶孔进行底孔钻削时,会受到水平小孔影响,导致切削力不均而使钻头产生漂移,从而使大旁孔中各台阶孔的垂直度难以保证。

(3)台阶半盲孔加工难清根小旁孔中内孔为台阶孔,由于台阶孔相接处无退刀及排屑结构,所以难以对小旁孔中大孔的底部清根。

图 1 典型交叉孔薄壁异形缸筒结构

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技术分析

典型交叉孔系薄壁异形缸筒主孔及大旁孔结构如图2所示,小旁孔结构如图3所示。缸筒结构参数见表1。

图 2 主孔及大旁孔结构

图 3 小旁孔结构

由表1可知,每组加工要素的要求均很高,需要进行精加工。根据以上图、表分析,该结构的加工难点主要有3个方面。

1)主孔中内孔

尺寸及几何公差易变形,难以保证。

2)大旁孔中内孔

的同轴度φ0.03mm,

的垂直度0.015mm,没有合适的刀具进行加工,尺寸精度难以保证。

3)小旁孔中内孔

与φ4mm相接处为半盲孔,无退刀及排屑结构,难以对

孔底清根。

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实施方案

针对通用加工技术的缺陷,采取契合装夹高速分层切削滚压成形、分步加工复合刀具成形及自制刀具清根的复合加工措施,实现对薄壁异形缸筒交叉孔系内孔进行有效加工的目的。基于以上技术分析及思路,设计技术方案的工艺流程,如图4所示。

图 4 交叉孔系薄壁异形缸筒内孔系加工流程

各工序具体内容如下。


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