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        管壁內(nèi)孔槽加工工裝

        2014-04-29 20:12:01吳新海白永杰方旭紅李珊
        中國(guó)機(jī)械 2014年20期
        關(guān)鍵詞:盲孔銑床通孔

        吳新海 白永杰 方旭紅 李珊

        摘要:石油測(cè)井儀器殼體需要在內(nèi)壁上加工盲孔和長(zhǎng)槽,為此新設(shè)計(jì)制造了專(zhuān)用的銑刀工裝,已滿足加工質(zhì)量和尺寸精度。

        關(guān)鍵詞:內(nèi)盲孔;孔槽加工

        引言

        石油測(cè)井儀器筒體內(nèi)盲孔和長(zhǎng)槽加工精度要求高,難度大。一般加工盲孔時(shí)采用加工通孔后再焊接的方法,把通孔堵住使其變?yōu)槊た?。因測(cè)井儀器在井下要承受高溫高壓和腐蝕,采用焊接方式加工出的盲孔容易發(fā)生泄漏,導(dǎo)致整支儀器損壞。加工通槽通常采用電火花直接成型的方式進(jìn)行加工,但是電火花在加工鈦合金零件時(shí)電極損耗快,效率極低,從而增加了成本,此外,在其他材質(zhì)零件的加工過(guò)程中,電極的長(zhǎng)度、棱角及整體形狀也會(huì)不停的損耗,造成被加工孔的形狀發(fā)生較大變化,不合格率較高。

        以下闡述了一種新型銑刀工裝,可以明顯減小切削過(guò)程中的振動(dòng)頻率,防止銑刀斷裂,使筒體內(nèi)盲孔和長(zhǎng)槽的加工質(zhì)量和加工效率大大提高。

        1.新設(shè)計(jì)銑刀工裝

        盲孔加工相對(duì)于通孔加工的難點(diǎn)在于孔的形狀和深度不容易掌握,以φ11盲孔和φ11長(zhǎng)圓槽為例,結(jié)構(gòu)如下圖:

        為解決此類(lèi)工件加工難度大,加工精度低的問(wèn)題,進(jìn)行設(shè)計(jì)制造了新型銑刀工裝,結(jié)構(gòu)如下圖:

        1 外殼 2 主軸 3 固定座 4 小齒輪 5 大齒輪 6 軸承 7 壓蓋 8 螺釘 9 銑刀

        2. 新設(shè)計(jì)工裝工作原理

        該工裝可以與臥銑床配套使用,將2號(hào)件主軸與臥銑床主軸相連,3號(hào)件與臥銑床銑頭連接,把工裝固定到銑床上。當(dāng)銑床主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí),帶動(dòng)2號(hào)件旋轉(zhuǎn),通過(guò)4、5號(hào)件的傘齒輪嚙合,改變9號(hào)件銑刀的方向,把工裝銑刀部分插入零件內(nèi)部,即可實(shí)現(xiàn)內(nèi)盲孔和內(nèi)槽加工,并且6號(hào)件的軸承能更好的對(duì)銑刀起到固定和扶正作用,大大降低了銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的跳動(dòng),保證了加工精度。

        3.工裝強(qiáng)度校核

        根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定銑刀切削功率:

        公式:

        系數(shù)與指數(shù)值:

        D:銑刀直徑;t:銑削深度;SZ:每齒走刀量;B:銑削寬度;Z:銑刀齒數(shù);n:銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)

        其余參數(shù)如下表格:

        銑削參數(shù)變化時(shí),功率的修正系數(shù)如下表:

        加工參數(shù)如下:

        材質(zhì):0Cr17Ni4Cu4Nb;立銑刀直徑:φ10;齒數(shù):2;深度3mm;SZ=0.01mm/齒;銑刀轉(zhuǎn)速:120圈/分

        代入數(shù)據(jù):銑刀的切削功率為0.004KW

        根據(jù)銑刀的功率,取1.5的安全系數(shù),即銑刀切削功率為0.006KW時(shí)計(jì)算出的錐齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

        4.結(jié)論

        此新型銑刀工裝通過(guò)相互垂直的兩個(gè)錐齒輪改變了銑刀的傳動(dòng)方向,使臥銑床具有了加工內(nèi)盲孔和內(nèi)孔槽的功能。通過(guò)銑床的刻度盤(pán)可以保證加工尺寸精度,既適合單件小批次生產(chǎn),又可以通過(guò)定位工裝定位后實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同理,通過(guò)設(shè)計(jì)不同角度的錐齒輪,實(shí)現(xiàn)了管壁內(nèi)部各種角度的盲孔加工。此外,該工裝的銑刀也可以替換成其他刀具,鉆孔后安裝上鉸刀可以加工高質(zhì)量的精孔,安裝上不同形狀的成型銑刀可以加工各種孔和槽,保證了該設(shè)計(jì)的通用性和可擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)了管壁內(nèi)部各種槽形的加工需求,進(jìn)一步提高了該工裝優(yōu)越的加工性能。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳宏鈞 .《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)(第三版)》, 2009-03

        [2]付廷龍,陳凌,王秀,劉榮斌 .《工程材料與機(jī)加工概論》 ,2007-08.

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