一種深孔軸向窄槽的加工裝置及加工方法與流程

本發明涉及車削加工領域，特別是涉及一種深孔軸向窄槽的加工裝置及加工方法。

背景技術：

核電產品中，會出現在小直徑（φ160）的套管內壁上，進行軸向的窄槽（6～10mm）加工，且加工窄槽深度較深（10～30mm），并且窄槽的位置由于設計需要而常常設置在母材與堆焊的分界面上。在深孔軸向窄槽中，傳統的方法常常采用雙刀刃專用刀具對工件進行車削加工，如圖1所示，將刀刃設計成與待加工槽的寬度及底部圓弧一致的形狀，通過找正和切削，最終將窄槽加工完成，即成形車刀車削加工。

傳統車削方法在開始加工深孔軸向窄槽時，由于切削量較少，還能夠順利進行加工，但隨著深孔軸向窄槽的深度加深，特別是深孔軸向窄槽的位置常常設置在母材與堆焊的分界面上，刀具需要同時車削兩種不同材料（合金鋼和不銹鋼），結果就是雙刀刃同時參與切削，刀具承受較大的切削力，使得采用常規刀具材料的刀桿發生振動甚至折斷，從而影響工件的加工質量；由于深孔軸向窄槽的寬度較小（6~10mm），成形車刀全面覆蓋深孔軸向窄槽，造成刀刃不能很好冷卻，也常常導致刀具折斷或刀刃磨損加快。上述缺點不僅影響到產品的加工質量，而且加工效率較低。

還有一種車削方法是把刀刃的寬度設計得比待加工槽的寬度小得多，采用分刀切削，刀刃分別車削出待加工槽內外兩側的隔離槽材料，最后車削滯留在待加工槽中間的材料，這種車刀的刀刃的寬度窄，刀刃強度差，加工過程不穩定。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種提高被加工工件的加工質量，同時提高加工過程的穩定性和效率的深孔軸向窄槽的加工裝置及加工方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種深孔軸向窄槽的加工裝置，包括被夾持在機床刀架上的刀柄，刀柄上連接有刀桿，刀桿通過刀具的車刀刀柄安裝刀具，其特征在于：刀具的刀刃寬度比待加工槽的寬度小，使刀具能在槽內沿寬度方向移動。

進一步作為本發明技術方案的改進，刀刃的邊緣為弧邊。

進一步作為本發明技術方案的改進，弧邊為圓形。

進一步作為本發明技術方案的改進，刀柄被夾持在機床刀架上的夾持部分為L形結構。

進一步作為本發明技術方案的改進，刀刃的寬度至少比待加工槽的寬度窄1mm。

進一步作為本發明技術方案的改進，刀桿偏置設置在刀柄遠離旋轉軸線的一側，刀具偏置設置在刀桿遠離旋轉軸線的一側，刀刃偏置設置在車刀刀柄遠離旋轉軸線的一側。

一種深孔軸向窄槽的加工裝置的加工方法，包括以下步驟：

1）、根據待加工工件的外徑和夾持刀柄的夾具選擇加工使用的數控車床，然后將待加工工件裝夾在工作臺上；

2）、把刀柄及其夾具安裝、固定到機床刀架上；

3）、移動機床的滑枕找正內孔的側母線；

4）、按待加工槽的寬度和深度使機床刀架帶動刀刃在待加工槽內沿旋轉軸向進給的同時，刀刃附加圓周切削運動；

5）、退出刀具，停止加工。

進一步作為本發明技術方案的改進，步驟3）要保證側母線以旋轉軸線為基準時，其平行度公差不大于0.02mm。

本發明的有益效果：此深孔軸向窄槽的加工裝置中，刀具的刀刃寬度小于待加工槽寬度，在應用此深孔軸向窄槽的加工方法時，數控程序控制軸向進給和附加的圓周運動，車削過程變為多次少量地車削，極大地減少了作用在刀具上的切削力，而且刀具與待加工槽之間的間隙使刀具得到了充分的冷卻，保證了刀具的壽命，使得刀具在加工待加工槽時能保持很好的切削性能，提高了加工質量和生產效率。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1是現有技術采用的加工裝置的原理圖；

圖2是本發明實施例的完整刀柄結構的主視圖；

圖3是本發明實施例的完整刀柄結構的左視圖；

圖4是本發明實施例的完整刀具結構的主視圖；

圖5是本發明實施例的完整刀具結構的左視圖；

圖6是本發明實施例的加工裝置結構的主視圖；

圖7是本發明實施例的加工裝置結構的左視圖；

圖8是本發明實施例的加工裝置結構的左視圖。

具體實施方式

參照圖1～圖8，本發明為一種深孔軸向窄槽的加工裝置及加工方法，加工裝置包括，被夾持在機床刀架7上的刀柄1，刀柄1上連接有刀桿2，為了確保刀柄1與刀桿2的強度，一般把刀柄1和刀桿2可以做成一體式，刀桿2上面設置有用于放置車刀刀柄5的刀匣3，刀具包括車刀刀柄5和安裝在車刀刀柄5上的刀刃6，刀匣3通過刀架螺釘4固定車刀刀柄5。刀刃6寬度比待加工槽的寬度小，使刀具有空間在槽內沿寬度方向移動。在加工過程，刀刃6軸向進給的同時附加有圓周運動（參照圖8的刀具中心運動軌跡61和刀具切削軌跡62），車削過程變為多次少量地車削，極大地減少了作用在刀具上的切削力；刀具與待加工槽之間的間隙使得刀具得到充分冷卻，保證了刀具的耐用度，使得刀具在加工待加工槽時能保持很好的切削性能。

具體參照圖3，刀桿2偏置設置在刀柄1遠離旋轉軸線的一側，刀具偏置設置在刀桿2遠離旋轉軸線的一側，刀刃6偏置設置在車刀刀柄5遠離旋轉軸線的一側。最終將刀刃6設置在遠離旋轉軸線的最遠處，在車削加工時能有效避免刀具或者刀桿2碰撞到待加工工件9。

作為本發明優選的實施方式，刀刃6為圓弧設計，進一步確保切削過程中刀具與待加工工件9一直為點接觸，從而使切削力維持在較低的水平。本實施例將刀刃6設計為圓形，當然橢圓形也是一種設計。刀刃6的后部設計倒錐，即刀具后角α_O，為了減少刀具與待加工槽的接觸。

作為本發明優選的實施方式，刀柄1被夾持在機床刀架7上的夾持部分為L形結構，用機床刀架螺釘7壓緊刀柄1。本發明增大刀柄1與機床刀架7的接觸面積，提高了穩定性；刀桿2采用也大截面設計，雖然僅安裝了一把刀具，但刀桿2的剛性增強后，刀桿2在加工中的振動減少了，車削加工過程更穩定。

刀刃6的寬度至少比待加工槽的寬度窄1mm，本實施例中選則刀刃的寬度與待加工槽的寬度間距為2mm，刀刃6的材料選擇熱硬性好、耐沖擊的材料，比如金剛石或者其他高性能高速鋼。

本發明的加工方法，包括以下步驟：

1）、根據待加工工件9的深孔外徑和夾持刀柄1的夾具選擇加工使用的數控車床，然后將待加工工件9裝夾在工作臺上；

2）、把刀柄1及其夾具安裝、固定到機床刀架7上；

3）、移動機床的滑枕找正內孔的側母線；

4）、按待加工槽的寬度和深度使機床刀架7帶動刀刃6在待加工槽內沿旋轉軸向進給的同時，刀刃6附加圓周切削運動；

5）、退出刀具，停止加工。

步驟1）在本實施例中選擇了數控立式車床編制、運行刀架數控程序，步驟3）要保證側母線以旋轉軸線為基準時，其平行度公差不大于0.02mm。

當然，本發明創造并不局限于上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。