[发明专利]一种高精度履带板内孔单管扩孔钻加工方法及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度履带板内孔单管扩孔钻加工方法及工艺，高强度、高刚性、高精度、高效的履带板深孔精密加工。

背景技术

关于履带板深孔加工方法，目前公知的技术是采用一般需要钻、扩、铰工序才能达到深孔的加工精度和表面粗糙度，结合该履带板的结构特点：属于弹孔、薄壁圆管件。加工时易出现孔弯曲现象，难以保证空的直线度和圆度；工件长径比超过10倍，在钻削、铰孔加工中，排屑是主要的加工难点，由于钻削的特殊性，切削在排除过程中，与已加工的表面接触，造成切削对表面的划伤的程度根据钻头的进给速度变化不同，工件划伤后在后续的铰孔加工中去除非常困难；另一方面，钻削加工采用两端进行对中加工，由于定位基准的不一致，导致同轴度误差很大，不能保证履带板装配中前后销轴的一致性在铰孔加工中，铰刀转速慢，加工效率低，加工一件大约需要1～2小时，而且常常会因为刀具破损和工件表面划伤造成废品，精密镗削加工，镗刀速度慢，加工一件产品大约需要3小时，同样不能满足履带板的批量生产特点。深孔钻削加工，主要有枪钻和喷吸钻两种加工技术。其中枪钻主要用来加工2～20cm的小孔，孔深于直径比可超过100倍，切屑由切屑液通过钻杆外部V型槽从钻孔内冲刷出来，经过已加工表面，属于外排屑加工，加工效率为0.01～0.02mm/r，所以这种加工方式和加工效率不适合履带板的深孔加工。喷吸钻加工技术采用双管钻杆结构，结构复杂，在加工过程中，对刀具磨损、刀杆变化不容易直接测量，一旦出现异常状态，影响加工质量，不适合履带板的高效率、批量的加工要求，深孔加工中数控车削时存在工件装夹定位、薄壁圆管件变形、刀杆颤振、断屑难、排屑难等技术难问题，很难满足高强度、高刚性、高精度的履带板内孔的加工需求，目前查阅的文献表明：关于高精度、高效率履带板内孔单管扩孔钻加工技术加工方法及工艺，在公开发表的文献中未见报道或提及。

发明内容

为弥补履带板内孔深孔加工过程中内孔加工精度低，光洁度差的，现生产周期和成本高，本发明提供一种高精度履带板内孔单管扩孔钻加工方法及工艺。

本发明实现其技术内容所采用的技术方案为：一种高精度履带板内孔单管扩孔钻加工方法及工艺，其特征是：刀具主轴传动系统通过交流变频电机 (1)带动刀杆(15)旋转做主运动；Z轴直线进给轴传动系统通过交流伺服电机1（16）通过高精密滚珠丝杠1（17）带动Z轴滑台（5）在动导轨（6）做轴向直线进给；导向套（7）起到刀杆（15）导向的作用，工件缸1（11）、工件缸2（12）同时动作压紧工件（10）；工件夹具部件履带板采用管体下圆面定位，定位块加工成半圆结构，起到面支撑，有效阻止了履带板的弹性变形，夹紧工具采用转角油缸；履带板前端支撑（13）、后端支撑（14）起到精确定位的作用，中间橡胶条加大摩擦力；采用单管扩孔刀具，刀具由刀杆（15）、刀体（18）、刀块（19）、导向块（20）、导向块1（26）以及辊压块（21）、辊压块1（25）、辊压块2（27）组成，刀杆（15）尾部是5^#锥柄，与主轴（3）配合，前端是带有定位面的梯形螺纹（22），有四个梯形螺纹（22）入口，便于保证刀体（18）快速更换与主轴精度调节；刀体分为刀块部位、导向块部位、辊压块部位三部分，由精密数控铣床加工，三者呈一定角度布置，有效地分解切削力，使导向块（20）和辊压块（21）始终与已加工表面贴合，起到良好的导向和辊压作用；刀块（19）采用两面刃切削结构，前刃起主切削作用，切削大量加工余量，侧刃起精切削作用，进行微量和精密切削，保证孔的加工质量；导向块（20）、导向块1（26）是保证深孔的形状精度；辊压块（21）、辊压块1（25）、辊压块2（27）进一步提高深孔的表面质量。刀块（19）后面的支撑导向键（23）起到退刀时支撑导向键（23）的作用，起到消除退刀痕的作用；为保证孔的加工精度，确定在履带板原有的底孔上进行扩孔加工，可以将工件现有的孔径作为切屑排除通道，避免切屑与讲过表面的再次接触，划伤内孔表面，采用高压、大流量切屑液对切屑过程中产生的切屑进行定向清洗，切屑从未加工的内孔流出，排屑方式属于外排屑结构，切屑接触的是为加工表面，没有对已加工表面造成损伤，保证了内孔的加工精度；刀杆（15）采用单管结构，切屑从刀杆（15）内孔的前端流出，强度增加，为便于排屑，将刀体前部设计成空心结构，，前部为喇叭口（24）形状，使从内向外排屑更加顺畅；采用在线扭矩监控技术，将扭矩传感器（4）装在旋转主轴上，随时测量钻削过程中的扭矩，并不断将其同钻头预定的临界扭矩值进行比较。当钻头磨损而扭矩增大时，进给量自动降低，从而使钻削扭矩值保持在预定的范围内，延长钻头耐用度；加工后的工件（10）内孔利用钢球挤压的方法来提高内孔的光洁度和均匀性。