一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具及使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，包括刀柄、刀頭、支承套和鏜刀；所述刀柄、刀頭為分體式連接結構，便于在小腔室內部便于安裝；所述支承套安裝于刀柄上；所述鏜刀安裝在刀頭頂端。支承套在加工過程中自然形成一個滑動軸承，在不破壞已加工好的孔系精度的情況下，充分提高了鏜桿的剛性。支承套具有一定的軸向定位調整量，覆蓋尺寸大。有效解決了典型性的口小肚大腔室內部高精度圓孔鏜削時存在的鏜桿懸伸長、撓度差等問題。刀柄與刀頭的分體式設計，滿足了小腔室加工的操作需求，保證了鏜桿的精度與強度。采用模塊化思路，其主要零部件，如刀柄、刀頭、支承塊等聯接方式簡單可靠，均可根據實際情況改制，使用便捷。
【專利說明】 一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具及使用方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及口小肚大的狹小腔室的內孔加工。具體地講是一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具及使用方法。

【背景技術】
[0002]工業汽輪機是各類大型工業裝置的關鍵動力裝備。根據其特殊用途，工業汽輪機被廣泛應用于化工、冶金、電力、輕工、電站等工業領域。相對于電站汽輪機來說，工業汽輪機的重要零部件常常具有一些根據其特殊用途而制定的特殊的設計和制造要求。由于某些工業汽輪機的軸承箱結構尺寸小，箱體內部結構復雜，要求加工精度高，在需要進行軸承箱軸承檔口小肚大的狹小腔室的內孔加工時，與傳統汽輪機軸承箱的加工差別較大?，F有的加工方案是:使用專用鏜桿反鏜加工該軸承檔前后兩處軸承內孔。采用現有加工方案雖然可以保證軸承檔中前端軸承內孔的定位精度和尺寸要求，但由于其后端軸承內孔距離軸承箱前端面較遠，約200mm，鏜桿的長徑比超過5，加工中鏜桿撓度差，直接影響軸承內孔的加工精度，致使前、后兩個軸承內孔的實際中心線并不同心。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是為了克服上述技術問題，提供一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具及使用方法，很好地解決了口大肚小的狹小腔體中的內孔鏜削質量問題，滿足了加工精度高的要求。
[0004]實現本發明的技術方案是:一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，包括刀柄、刀頭、支承套和鏜刀；所述刀柄、刀頭為分體式連接結構；所述支承套套接于刀柄上；所述鏜刀安裝在刀頭頂端；所述刀柄、刀頭為分體式主要是為了在小腔室內部便于安裝。
[0005]所述刀柄直徑略小于加工件外孔直徑；所述支承套為圓環狀套筒，其內圓與刀柄相配合，其外圓與加工件前端內孔間隙配合；所述支承套與刀柄止口間墊標準墊片；支承套的作用是提高鏜桿的剛性。
[0006]所述刀柄兩側有對稱的兩處定位鍵槽，槽內分別有定位螺孔，且兩螺孔呈錯位布置；定位鍵槽安裝有定位塊，該定位塊可在槽內沿軸向調整位置；所述定位塊上有腰形槽，用緊定螺釘穿過腰形槽將定位塊固定在刀柄上，且安裝后緊定螺釘頂部不能突出支承套直徑。
[0007]所述刀柄與刀頭通過端面上的銷孔結構和端鍵結構完成聯接。
[0008]所述刀頭前端面有圓柱銷，該圓柱銷前端帶有錐面導向結構；所述刀柄的前端面有圓柱銷孔；所述圓柱銷與圓柱銷孔相適配。
[0009]所述刀柄與刀頭間有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，在該鍵槽上有固定刀柄刀頭的螺孔。
[0010]所述刀柄上端鍵呈弧狀，刀頭上有與刀柄端鍵配套的鍵槽結構，這種結構加工方便。
[0011]所述刀頭端部有安裝鏜刀的方形鏜刀刀槽，所述鏜刀通過方頭緊定螺釘與徑向壓緊螺孔配合、鏜刀軸向壓緊螺釘與軸向壓緊螺孔配合緊定。
[0012]一種使用上述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具的方法，包括如下步驟:
1)先在加工件上鏜削作為安裝孔的外孔及前端內孔，并同時在后端內孔的前端鏜一基準圓，見光即可，用于鏜刀對刀找中；
2)將刀柄安裝至鏜床主軸；
3)移動工作臺，從外側將刀柄穿過作為安裝孔的外孔；
4)從外孔的內側將支承套安裝在刀柄上；在支承套與刀柄止口間墊標準墊片調整支承套位置；支承套位置調整確定后，在刀柄兩側定位鍵槽內安裝定位塊，使定位塊緊頂支承套，并用緊定螺釘通過定位塊上的腰形槽固定定位塊；且安裝后緊定螺釘頂部不能突出支承套直徑；
5)安裝刀頭，將刀頭前端面的帶有錐面導向結構圓柱銷，插入刀柄的前端面圓柱銷孔；同時將刀柄與刀頭間有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，用緊定螺釘穿過端鍵上的緊定孔，再穿入該鍵槽上固定刀柄刀頭的螺孔，并緊定；
6)安裝鏜刀，將鏜刀安裝于刀頭端部的方形鏜刀刀槽，用方頭緊定螺釘與徑向壓緊螺孔配合、鏜刀軸向壓緊螺釘與軸向壓緊螺孔配合緊定，將鏜刀預緊；
7)按后端內孔的前端基準圓完成鏜刀對刀，對刀時可配合使用標準塞尺，最終確定鏜刀位置，并最終按步驟6)固定該鏜刀，粗鏜后端內孔，單邊留余量；
8)按已加工的內孔復核中心，并精鏜內孔。
[0013]本發明的有益效果是:
1、引入了支承套結構，該支承套在加工過程中自然形成一個滑動軸承，在不破壞已加工好的孔系精度的情況下，充分提高了鏜桿的剛性。支承套具有一定的軸向定位調整量，覆蓋尺寸大。有效解決了典型性的口小肚大腔室內部高精度圓孔鏜削時存在的鏜桿懸伸長、接度差等問題。
[0014]2、采用了刀柄與刀頭的分體式設計，滿足了小腔室加工的操作需求，保證了鏜桿的精度與強度。
[0015]3、采用模塊化思路，其主要零部件，如刀柄、刀頭、支承塊等聯接方式簡單可靠，均可根據實際情況改制，使用便捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為加工件外觀示意圖；
圖2為圖1的A-A視圖；
圖3為本發明結構示意圖；
圖4為刀柄結構示意圖；
圖5為圖4的A向視圖；
圖6為刀頭結構示意圖；
圖7為圖6的B向示意圖；
圖8為定位塊結構意圖；
圖9為圖8的B-B視圖。
[0017]圖中標號:I—刀柄，2—刀頭，3—支承套，4一定位塊，5—緊定螺釘，6—墊片，7—鍵刀軸向壓緊螺釘，8—方頭緊定螺釘，9一鍵刀，10—與外孔相接觸的軸段，11-支承套安裝軸段，12—定位鍵槽，13—定位螺孔，14 一圓柱銷孔，15—端鍵，16—緊定孔，17—圓柱銷，18—端面鍵槽，19一方形鏜刀安裝槽，20—鍵刀徑向壓緊螺孔，21—鍵刀軸向壓緊螺孔，22一外孔，23一IU端內孔，24一后端內孔，25一加工件,26一腰形槽，27一腰形槽臺階，ΦE—外孔直徑，ΦD—內孔直徑。

【具體實施方式】
[0018]如圖1至圖9所示，以某型工業汽輪機的軸承箱軸承孔鏜削為例，一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，包括刀柄1、刀頭2、支承套3和鏜刀9 ;所述刀柄I采用了與數控鏜床數控接口相匹配的Φ40削平柄結構。加工件25的外孔22為軸承箱箱體前端安裝孔，其外孔直徑ΦΕ為40mm，內孔直徑Φ?大于外孔直徑ΦΕ，呈典型口小肚大結構。內孔分為前端內孔23和后端內孔24，前端內孔23即為前端軸承孔，后端內孔24即為后端軸承孔?？紤]到軸承箱箱體前端直徑僅40mm的安裝孔結構，鏜桿的直徑尺寸在刀柄I與箱體端面安裝孔相接觸的軸段10直徑為Φ39.5mm。為了提高鏜桿的剛性，該鏜桿專門設計支承套3。支承套3采用黃銅(H62)材料制作，結構為一圓環狀套筒。支承套3內圓與鏜桿刀柄I相配合，其配合公差為Φ37Η7/ h6?？紤]到軸承箱前端內孔23加工尺寸為Φ50 (+0.05，0)，為保證支承套3外圓與軸承箱前端內孔23相配合，其設計尺寸為Φ49.5 (+0.05，0)。支承套3的總長度應能夠覆蓋鏜削后軸承孔時的走刀行程。為實現支承套3在鏜桿的定位和軸向方向上的位置調整，該鏜桿設計有定位塊4。該定位塊4上有腰形槽26，槽內有腰形槽臺階27，用緊定螺釘5穿過腰形槽26將定位塊4固定在刀柄I上，且安裝后緊定螺釘5頂部不能突出支承套3直徑。該定位塊4可在槽內沿軸向調整位置，可實現最大8_的軸向位置調整。刀柄I的前端設計有對稱的兩處定位鍵槽12，槽內分別設計有M6-6H定位螺孔13，且兩螺孔呈錯位布置。切削過程中，支承套3與前端內孔23為間隙配合，相當于一個滑動軸承，從而起到很好的支承作用。所述支承套3與刀柄I止口間墊標準墊片6。為保證在使用過程中支承套3易于定位和調整，刀柄I中支承套安裝軸段11的直徑基本尺寸設計為Φ37πιπι。由于支承套3只能在鏜桿刀柄I穿過軸承箱前端安裝孔后，從箱體內側安裝到鏜桿刀柄I上，且軸承箱箱體內腔狹小，結構復雜，操作空間極為有限，因此，本鏜桿采用分體式結構，將刀柄I與刀頭2通過端面上的銷孔結構和端鍵結構完成聯接。其中，刀頭2前端面設計有Φ12Η7圓柱銷17，圓銷長14.5mm，前端帶有15°錐面導向結構。刀柄I的前端面設計有Φ121ι6圓柱銷孔14,孔深15mm。刀柄I與刀頭2間除了通過銷孔結構完成定位外，還設計有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，并在該鍵槽上設計有固定刀柄I刀頭2的螺孔結構。其中，刀柄I上端鍵15呈弧狀，鍵寬16mm，厚6mm，長度14mm。刀頭2上則設計有與刀柄端鍵15配套的端面鍵槽18，同時設計有M6-6H緊定孔16。刀頭2端部設計有寬21mm，高20 (+0.05，+0.02) mm的方形鏜刀安裝槽19，用于安裝鏜刀9。鏜刀9的緊定則通過鏜刀徑向壓緊螺孔20和鏜刀軸向壓緊螺孔21分別擰入方頭緊定螺釘8和鏜刀軸向壓緊螺釘7實現。值得一提的是，由于鏜桿刀頭2直徑僅Φ37πιπι，考慮到鏜刀徑向壓緊螺孔20的位置，方形鏜刀安裝槽19的徑向中心線與鏜桿的中心線并不重合，因此，設計鏜刀9時應考慮到這個差值，以保證鏜刀9的刀尖中心過鏜桿的中心。
[0019] 一種使用上述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具的方法，包括如下步驟:
1)先在加工件上鏜削作為安裝孔的外孔及前端內孔，并同時在后端內孔的前端鏜一基準圓，見光即可，用于鏜刀對刀找中；
2)將刀柄安裝至鏜床主軸；
3)移動工作臺，從外側將刀柄穿過作為安裝孔的外孔；
4)從外孔的內側將支承套安裝在刀柄上；在支承套與刀柄止口間墊標準墊片調整支承套位置；支承套位置調整確定后，在刀柄兩側定位鍵槽內安裝定位塊，使定位塊緊頂支承套，并用緊定螺釘通過定位塊上的腰形槽固定定位塊；且安裝后緊定螺釘頂部不能突出支承套直徑；
5)安裝刀頭，將刀頭前端面的帶有錐面導向結構圓柱銷，插入刀柄的前端面圓柱銷孔；同時將刀柄與刀頭間有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，用緊定螺釘穿過端鍵上的緊定孔，再穿入該鍵槽上固定刀柄刀頭的螺孔，并緊定；
6)安裝鏜刀，將鏜刀安裝于刀頭端部的方形鏜刀刀槽，用方頭緊定螺釘與徑向壓緊螺孔配合、鏜刀軸向壓緊螺釘與軸向壓緊螺孔配合緊定，將鏜刀預緊；
7 )按后端內孔的前端基準圓完成鏜刀對刀，對刀時可配合使用標準塞尺，最終確定鏜刀位置，并最終按步驟6)固定該鏜刀，粗鏜后端內孔，單邊留余量；
8)按已加工的內孔復核中心，并精鏜內孔。
【權利要求】
1.一種小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:包括刀柄、刀頭、支承套和鏜刀；所述刀柄、刀頭為分體式連接結構；所述支承套套接于刀柄上；所述鏜刀安裝在刀頭頂端。
2.根據權利要求1所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀柄直徑略小于加工件外孔直徑；所述支承套為圓環狀套筒，其內圓與刀柄相配合，其外圓與加工件前端內孔間隙配合；所述支承套與刀柄止口間墊標準墊片。
3.根據權利要求1或2所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀柄兩側有對稱的兩處定位鍵槽，槽內分別有定位螺孔，且兩螺孔呈錯位布置；定位鍵槽安裝有定位塊，該定位塊可在槽內沿軸向調整位置；所述定位塊上有腰形槽，用緊定螺釘穿過腰形槽將定位塊固定在刀柄上，且安裝后緊定螺釘頂部不能突出支承套直徑。
4.根據權利要求1所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀柄與刀頭通過端面上的銷孔結構和端鍵結構完成聯接。
5.根據權利要求1或4所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀頭前端面有圓柱銷，該圓柱銷前端帶有錐面導向結構；所述刀柄的前端面有圓柱銷孔；所述圓柱銷與圓柱銷孔相適配。
6.根據權利要求1或4所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀柄與刀頭間有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，在該鍵槽上有固定刀柄刀頭的螺孔。
7.根據權利要求6所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀柄上端鍵呈弧狀，刀頭上有與刀柄端鍵配套的鍵槽結構。
8.根據權利要求1所述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具，其特征在于:所述刀頭端部有安裝鏜刀的方形鏜刀刀槽，所述鏜刀通過方頭緊定螺釘與徑向壓緊螺孔配合、鏜刀軸向壓緊螺釘與軸向壓緊螺孔配合緊定。
9.一種使用上述小腔室內孔帶支承模塊化鏜削工具的方法，其特征在于，包括如下步驟: .1)先在加工件上鏜削作為安裝孔的外孔及前端內孔，并同時在后端內孔的前端鏜一基準圓，見光即可，用于鏜刀對刀找中； . 2)將刀柄安裝至鏜床主軸； .3)移動工作臺，從外側將刀柄穿過作為安裝孔的外孔； . 4)從外孔的內側將支承套安裝在刀柄上；在支承套與刀柄止口間墊標準墊片調整支承套位置；支承套位置調整確定后，在刀柄兩側定位鍵槽內安裝定位塊，使定位塊緊頂支承套，并用緊定螺釘通過定位塊上的腰形槽固定定位塊；且安裝后緊定螺釘頂部不能突出支承套直徑； .5)安裝刀頭，將刀頭前端面的帶有錐面導向結構圓柱銷，插入刀柄的前端面圓柱銷孔；同時將刀柄與刀頭間有用于傳遞扭矩的對稱的兩處鍵槽結構，用緊定螺釘穿過端鍵上的緊定孔，再穿入該鍵槽上固定刀柄刀頭的螺孔，并緊定； . 6)安裝鏜刀，將鏜刀安裝于刀頭端部的方形鏜刀刀槽，用方頭緊定螺釘與徑向壓緊螺孔配合、鏜刀軸向壓緊螺釘與軸向壓緊螺孔配合緊定，將鏜刀預緊； .7 )按后端內孔的前端基準圓完成鏜刀對刀，對刀時可配合使用標準塞尺，最終確定鏜刀位置，并最終按步驟6)固定該鏜刀，粗鏜后端內孔，單邊留余量；
8)按已加工的內孔復核中心，并精鏜內孔。
【文檔編號】B23B41/16GK104128636SQ201410368467
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】鞏麗, 胡建軍, 冷進明, 唐仕東, 朱永祥, 李旭, 鄧麗娟, 李西, 胡玉林 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司