數控車床整體加工兩半式軸承座殼體的方法

孫楊

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

出于汽輪機整體安裝的考慮，部分汽輪機軸承座殼體為兩半組合件，通過2個定位銷和4個緊固螺釘聯接而成為一體，內部形狀具有腔體大、孔口小，并且腔體內部的形位公差與尺寸公差相對較嚴（都在0.03 mm內）的特點。常規方法應由數控鏜床進行加工，由于數控鏜床的加工方法是將工件打開，一半一半地分別加工，組裝后會產生錯牙現象現象，可達0.1 mm以上，無法保證0.03 mm的形位公差和尺寸公差。

數控車床整體加工兩半式軸承座殼體能夠保證各項公差指標，但是數控車床加工孔口小且腔體大的工件，存在如下問題：從孔口進刀加工內腔體、內溝槽（內溝槽等內腔體尺寸單面深度最多可達60.5 mm）。由于孔口小，刀具在腔體內部加工，刀具切削不可見，無法觀察刀具的切削情況，目前存在無成熟加工方法，無專用刀桿，刀具、工件易變形，無法保證形位公差與尺寸公差等諸多的加工難點。

1 改進方法

利用軸承座殼體的內部形狀特點，通過仿錐形專用大頭刀架、刀具的設計和數控加工方法改進可以有效解決以上問題。

1）首先根據內腔體空間較大的特點來設計專用刀架（如圖1所示），專用刀架的設計特點是“頭大脖子細”，“頭大”可以提高專用刀架的裝刀位置的面積，保證了刀具裝入后的夾緊力和穩定性，“脖子細”的設計是為保證加工內腔體進刀空間，刀脖處改變傳統的圓柱形，創新出仿錐形，這樣設計可以提高刀脖處的橫截面積，提高刀架剛性，此刀架新穎、巧妙的設計，改變了傳統的刀架形狀，攻克了加工無專用刀架的難點，此刀架正進行專利申報。

2）設計和磨制各種相應加工用專用刀具來配合刀架使用，來完成加工內腔體所有內直徑、內溝槽和內端面等尺寸，如圖2所示。

3）編排合理的數控加工方法。

a.把內徑和外端面作為對刀基準，解決了刀具對刀難點。

b.加工時為了保證快速定位的安全性，采用刀具先快速定位進入腔體內加工點前，主軸再轉起來的進刀方法，退刀前先停止主軸轉速再從腔體內退刀。

c.采用單段程序來加工內腔體，加工一刀一退刀，首先可以及時清理切屑，防止產生擠屑現象，保證加工質量，其次可以觀察刀具的磨損情況，避免因刀具磨損過大而產生打刀和扎刀的現象，有效控制內腔體的加工質量；并把內孔和端面作為對刀基準，解決了刀具對刀難點。

圖1 仿錐形專用大頭刀架

圖2 加工內腔體內溝槽的專用刀具

4）采用雙重卡盤的裝夾方法，外卡盤將工件夾緊，調節內卡盤進行找正，這樣找正時敲擊外卡盤找正，就不用敲擊工件了，這樣可以防止因找正敲擊工件而把工件敲錯牙（工件是兩半的），有效解決工件變形和錯牙。

圖3“仿錐形專用大頭刀架”和裝夾刀具一起使用效果圖

5）為了防止工件產生加工應力變形和裝夾變形，分粗、精車加工，先粗車，夾力可以大些，內外徑和端面單面留0.3 mm余量，工件卸下時效48 h后再精加工。精加工時，由于加工余量較小，切削力較小，所以夾緊力無需太大，這樣裝夾可以有效避免工件產生裝夾變形，如圖3所示。

2 改進后的效果

經過以上方案的試驗加工，方案方法行之有效地解決加工難點，攻克了加工難關，完全可以保證軸承座殼體的加工質量，并且原由數控鏜床加工，現改為數控車加工，此一項就節約了大量使用機床的加工成本，并提高功效，原數控鏜加工一件需要23 d，現數控車加工一件需要12 d，功效提高了一倍，創新成果顯著。