數(shù)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(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

出于汽輪機(jī)整體安裝的考慮，部分汽輪機(jī)軸承座殼體為兩半組合件，通過2個(gè)定位銷和4個(gè)緊固螺釘聯(lián)接而成為一體，內(nèi)部形狀具有腔體大、孔口小，并且腔體內(nèi)部的形位公差與尺寸公差相對較嚴(yán)（都在0.03 mm內(nèi)）的特點(diǎn)。常規(guī)方法應(yīng)由數(shù)控鏜床進(jìn)行加工，由于數(shù)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(huì)產(chǎn)生錯(cuò)牙現(xiàn)象現(xiàn)象，可達(dá)0.1 mm以上，無法保證0.03 mm的形位公差和尺寸公差。

數(shù)控車床整體加工兩半式軸承座殼體能夠保證各項(xiàng)公差指標(biāo)，但是數(shù)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(jìn)刀加工內(nèi)腔體、內(nèi)溝槽（內(nèi)溝槽等內(nèi)腔體尺寸單面深度最多可達(dá)60.5 mm）。由于孔口小，刀具在腔體內(nèi)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(diǎn)。

1 改進(jìn)方法

利用軸承座殼體的內(nèi)部形狀特點(diǎn)，通過仿錐形專用大頭刀架、刀具的設(shè)計(jì)和數(shù)控加工方法改進(jìn)可以有效解決以上問題。

1）首先根據(jù)內(nèi)腔體空間較大的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)專用刀架（如圖1所示），專用刀架的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是“頭大脖子細(xì)”，“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(wěn)定性，“脖子細(xì)”的設(shè)計(jì)是為保證加工內(nèi)腔體進(jìn)刀空間，刀脖處改變傳統(tǒng)的圓柱形，創(chuàng)新出仿錐形，這樣設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)的刀架形狀，攻克了加工無專用刀架的難點(diǎn)，此刀架正進(jìn)行專利申報(bào)。

2）設(shè)計(jì)和磨制各種相應(yīng)加工用專用刀具來配合刀架使用，來完成加工內(nèi)腔體所有內(nèi)直徑、內(nèi)溝槽和內(nèi)端面等尺寸，如圖2所示。

3）編排合理的數(shù)控加工方法。

a.把內(nèi)徑和外端面作為對刀基準(zhǔn)，解決了刀具對刀難點(diǎn)。

b.加工時(shí)為了保證快速定位的安全性，采用刀具先快速定位進(jìn)入腔體內(nèi)加工點(diǎn)前，主軸再轉(zhuǎn)起來的進(jìn)刀方法，退刀前先停止主軸轉(zhuǎn)速再從腔體內(nèi)退刀。

c.采用單段程序來加工內(nèi)腔體，加工一刀一退刀，首先可以及時(shí)清理切屑，防止產(chǎn)生擠屑現(xiàn)象，保證加工質(zhì)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(chǎn)生打刀和扎刀的現(xiàn)象，有效控制內(nèi)腔體的加工質(zhì)量；并把內(nèi)孔和端面作為對刀基準(zhǔn)，解決了刀具對刀難點(diǎn)。

圖1 仿錐形專用大頭刀架

圖2 加工內(nèi)腔體內(nèi)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(diào)節(jié)內(nèi)卡盤進(jìn)行找正，這樣找正時(shí)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(cuò)牙（工件是兩半的），有效解決工件變形和錯(cuò)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(chǎn)生加工應(yīng)力變形和裝夾變形，分粗、精車加工，先粗車，夾力可以大些，內(nèi)外徑和端面單面留0.3 mm余量，工件卸下時(shí)效48 h后再精加工。精加工時(shí)，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(chǎn)生裝夾變形，如圖3所示。

2 改進(jìn)后的效果

經(jīng)過以上方案的試驗(yàn)加工，方案方法行之有效地解決加工難點(diǎn)，攻克了加工難關(guān)，完全可以保證軸承座殼體的加工質(zhì)量，并且原由數(shù)控鏜床加工，現(xiàn)改為數(shù)控車加工，此一項(xiàng)就節(jié)約了大量使用機(jī)床的加工成本，并提高功效，原數(shù)控鏜加工一件需要23 d，現(xiàn)數(shù)控車加工一件需要12 d，功效提高了一倍，創(chuàng)新成果顯著。