高精度长锥孔三刃镗(磨)削方法及其装置

1、一种高精度长锥孔三刃镗磨削方法，其步骤为：
1)将在卧式镗床上用麻花钻头按分级进给的加工方式钻有竹节孔的工件14固定于工装12上；
2)在镗杆6的刀座2上安装调整好镗刀1，对工件14的竹节孔进行通镗；
3)更换、调整好三刃镗刀1，对工件14进行精镗；
4)在镗杆6的刀座2上安装、调整好珩磨条取代镗刀1，并更换切削液，对工件14进行珩磨；
其特征为三刃、错位、分层和同步，其中三刃即三把镗刀(或磨条)按120°等分圆周安装在镗杆6的梯形槽刀座2上，据三点定圆心的原理，在切削运动中始终保持一中心；错位即三刃的横截面不在同一平面上，而按轴向走刀方向错开L1和L2的距离，以保轴向走刀的连续切削；分层即三刃镗削回转半径不等，亦即R1＜R2＜R3并使吃刀量相等，即t1≈t2≈t3，以达三刃分层切削而三刃径向切削力又近似相等；同步即三刃同步实现轴向走刀动作，以保三刃走刀进给力的一致。
2、一种高精度长锥孔三刃镗磨削装置，由机床A，机床B，刃具1，刀座2，走刀杆3，推盘4，推拉长轴5，锥形镗杆6，镗杆支承7、8，回转套筒9，专用工装12，工装台面13，V型块15、16，螺栓17，夹角底座18，导槽19及导条20等件组成，其特征在于该装置由普通二机床A、B串联而成，二机床分别担负工件14的走刀量和刀具1旋转的运动控制，镗杆6上具有沿圆周等分的三条梯形槽，刀座2装有三把镗磨刀具1，可对长锥孔工件14进行高精度镗磨加工，且专用工装12及其台面13相互以导槽19和导条20相配合，可保达到工件14的几何尺寸要求。
3、据权利要求2所述的装置，其特征在于该装置的专用工装12由V型块15、16，螺栓17及夹角底座18组成。

本发明涉及锥孔的精加工方法及其装置，特别是长锥孔的镗削及珩磨的精加工方法及其装置。\n已知的高精度长锥孔加工方法是单刃差动镗杆镗削法，较为典型的方法是联邦德国WEBER公司的锥形铰刀铰削法和奥地利CIN    CIN    NATIMILACRON公司的专用机床加工法。前者不仅工件尺寸受到限制，工件精度也难以达到较高水平。后者的缺点是机床结构复杂、投资费用过高、操作难度也较大。\n本发明的目的在于提供一种应用普通机床、投资少、操作简便、且可使刀具安装空间和刀杆刚度达到工件尺寸和精度要求的高精度长锥孔三刃镗磨削方法及其装置。\n本发明是按以下工序实现的。\n1.将在卧式镗床上用麻花钻头以分级进给的加工方法，钻有竹节孔的工件，固定于专用工装上，并使工件加工孔轴线与串联二机床A、B的主轴线相一致;\n2.在镗杆的刀座上，安装调整好三刃镗削刀具，对工件竹节孔进行通镗，此时机床A、B的主轴转速与镗杆的转速相一致，走刀量则由机床A的走刀光杆控制;\n3.更换和调整三刃镗削刀具，对工件的长锥孔进行精镗;\n4.在镗杆的刀座上，安装珩磨条，取代三刃镗刀，并更换冷却液，对工件进行珩磨，珩磨往复动作则由机床A的长丝杆倒顺动作来完成。\n本发明与已知的单刃差动镗杆镗削相比，具有镗杆刚度高、刀座所占空间小、刀具结构新颖、工件加工精度高且可实现镗磨一体化等优点，其加工精度可达1～2级。\n本发明与已知的铰削法和专用机床法相比，具有可用普通机床、设备投资少、操作简易且刀具安装空间小，工件加工精度高等优点。其设备投资仅为引进装置的七分之一，而工件加工成本约为引进装置的五分之一，即约可降低成本五分之四。\n以下结合附图对本发明作说明。\n图1为本发明装置的结构原理图。\n图2为本发明专用工装结构原理图。\n图3为本发明的特征要素原理图。\n图4为本发明的工件即SJ80塑料挤出机的圆锥双螺杆挤出筒。\n主轴线在同一直线上的二串联车床A、B，分 别担负工件14的镗磨削轴向走刀量和刀具旋转的控制运动。\n担负轴向走刀量控制的机床A上，装有一推拉长轴5，其一端与该机床的方刀架转动联接，另一端则穿过机床B的主轴箱与推盘4的中心相联。推盘4上则装有三根走刀杆3，其一端与推盘4相联，另一端的刀座2上则按加工需要装设镗刀1或珩磨条。移动机床A的溜板箱即可走刀或退刀对工件14进行切削加工。\n担负驱动刀具旋转的机床B的主轴卡盘上，装有一回转长套筒9，筒9内紧固联接一锥形镗杆6，杆6上开有沿圆周均分的三条梯形槽。走刀杆3即在此三槽中进退和回转。长套筒9后端装有镗杆6的大端前支承8，镗杆6的小端装有后支承7，以保证镗磨削的回转精度。\n机床B上还有一专用工装12，其台面13装于机床B的中拖板及尾架底板上。工装12的底座18的底部开有二中心线与工件14的长锥孔中心线垂直投影线相一致的导槽19，台面13中间则有一中心线与机床主轴线垂直投影线相一致的导条20，且工装12至台面13的中心高与工件中心至台面13的高度相一致。\n当切削工件14的第一长锥孔时即将与工件14的第一孔相对应的导槽放置于工装台面13的导条20上，进行切削，此为第一孔半夹角参数切削。当切削工件14的第二长锥孔时，先将第一锥孔堵死，再将与第二孔相对应的导槽放于导条20上，进行切削。此即成相交二锥孔轴线夹角的技术参数，亦即已将导槽夹角复印至工件长锥孔轴线上。三孔四孔的可类推。\n参见图2。\n工件14分别由前V型块15和后V型块16以螺栓17与夹角底座18相联接。而底座18则以其底部导槽19与工装台面13上的导条20相配合。\n本发明的特征要素为三刃、错位、分层和同步等四要素。\n三刃即三把可调镗刀按120°等分圆周安装在镗杆6的梯形槽中刀座2上，据三点定圆心原理，镗杆6在旋转切削时近于只承受轴向扭转应力而保持一中心无径向偏移，故其弯曲刚度明显提高，从而保证长锥孔的直线度与圆度的加工精度;\n错位即三刀刃的横截面不在同一平面上，而按轴向走刀方面错开L1和L2的距离，以保证轴向走刀的连续镗削。此距离L1和L2对镗杆总长之比值极小故由此引起的镗杆弯曲可予忽略。\n分层即三刀刃镗削回转半径不等，亦即R1＜R2＜R3并使吃刀量t1≈t2≈t3，以使三刃经向切削力近似相等，保证镗杆产生自定中心的效果，从而达到循序分层切削工件的要求;\n同步即三刃同步实现轴向走刀动作，以保三刃走刀进给力的一致，使三刃连续切削。\n圆锥双螺杆挤出筒全长1820毫米，其8字形相交二圆锥孔之大径为Φ144.13，小径为Φ80.4，其粗糙度为0.4，属高精度相交长锥孔工件。\n本发明实施例1中，所用机床A为CA6140×2000车床，机床B为CW61100×5000车床，工件为奥地利Cin    Cin    Nati    Milacron公司所产的CM80塑料挤出机的圆锥双螺杆挤出筒，其8字形相交二圆锥孔轴线夹角为2°20″，镗杆6为三刃锥形镗杆。\n本发明实施例2中，镗杆6为三刃圆柱镗杆，工件14为联邦德国Reifen    hauser公开所产之双圆柱平行塑料挤出机之挤出筒。其余同实施例1。