本發明屬于機械設備制造技術領域，涉及一種鼓肚內腔零件的加工方法。

背景技術：

在大型發電機等設備中，有一種大臺階鼓肚內腔的中空軸類零件，如圖1所示，由于其在工作過程中要高速運轉，對強度和動平衡性要求極高，所以這個鼓肚內腔通常要采用整體材料進行機加工而成，同時與裝配式的和焊接式的結構相比，整體式的鼓肚內腔的中空軸也增強了設備運轉的可靠性。但是普通的內腔車削方法只能加工較小臺階的內腔，對于臺階尺寸H大于100mm臺階的鼓肚內腔無法加工。

因此研制一種(大臺階)鼓肚內腔零件的加工裝置及方法，實現(大臺階)鼓肚內腔零件的高效車削，成為機械制造行業的一項技術難點。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種鼓肚內腔零件的加工方法，解決了現有技術中沒有合適的工裝，對大臺階鼓肚內腔零件難以進行有效車削的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種鼓肚內腔零件的加工方法，在臥式車床上，利用彎折式內孔車刀桿和卡子兩種工裝，按照以下步驟具體實施：

步驟1、將彎折式內孔車刀桿的圓刀桿夾持在卡子主體的卡子孔中，利用多個把合螺栓通過各個把合孔將卡子孔的開口卡緊，使得圓刀桿在卡子孔中固定牢靠，再將卡子主體的安裝柄在臥式車床的刀架上安裝牢靠，此時圓刀桿的軸心線與臥式車床的回轉中心等高；

步驟2、將被加工對象大臺階鼓肚內腔零件通過卡盤和中心架以卡架的方式裝卡在臥式車床上，并按照找正基準找正好，保證大臺階鼓肚內腔零件的軸心線、圓刀桿的軸心線及車刀的刀尖部均與臥式車床的回轉中心等高；

步驟3、拆掉螺母，將長螺桿向圓刀桿的內孔中推進，長螺桿依次帶動滑塊和連接板推進，使縱向刀桿以銷軸一為支點旋轉90°，使縱向刀桿與圓刀桿縱向平行，通過刀架的平移使彎折式內孔車刀桿進入大臺階鼓肚內腔零件的內孔中；然后再回退長螺桿，使縱向刀桿以銷軸一為支點返回旋轉90°，使縱向刀桿與圓刀桿縱向垂直，擰緊螺母，沿縱向固定住長螺桿；

步驟4、啟動臥式車床，卡盤帶動大臺階鼓肚內腔零件回轉，通過刀架的平移使彎折式內孔車刀桿的車刀移動至大臺階鼓肚內腔零件的鼓肚形內孔內表面，對刀后開始進給車削，走完第一刀后，按照圖紙要求沿直徑方向進給再走第二刀；

如此重復，直至被加工對象大臺階鼓肚內腔零件的鼓肚形內孔的尺寸達到要求。

本發明的有益效果是，該工裝結構簡單，操作方便，在現有的通用設備基礎上就可實現對大臺階鼓肚內腔零件進行車削。

附圖說明

圖1是本發明方法所要加工的大臺階鼓肚內腔零件的剖視圖；

圖2是本發明方法所使用的彎折式內孔車刀桿的主視圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是圖2的左視圖；

圖5是圖2中的A-A截面剖視圖(縱向刀桿彎折90°狀態)；

圖6是圖2中的B-B截面剖視圖；

圖7是本發明方法中的彎折式內孔車刀桿未彎折時的剖視圖；

圖8是本發明方法中的卡子的主視圖；

圖9是圖8的俯視圖；

圖10是本發明方法進行車削時的狀態主視圖；

圖11是圖10的俯視圖。

圖中，1.大臺階鼓肚內腔零件，2.鼓肚形內孔，3.蓋板，4.圓刀桿，5.支承頭，6.支承塊，7.縱向刀桿，8.長槽，9.銷軸一，10.滑塊，11.連接板，12.銷軸二，13.銷軸三，14.螺母，15.長螺桿，16.導向鍵，17.車刀，18.開口，19.卡子孔，20.安裝柄，21.把合孔，22.鍵槽，23.刀架，24.卡盤，25.中心架。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

參照圖1，是本發明的加工對象大臺階鼓肚內腔零件1的截面結構，在大臺階鼓肚內腔零件1上需要加工鼓肚形內孔2，該鼓肚形內孔2的臺階尺寸H大于100mm。加工過程中要保證工裝伸進大臺階鼓肚內腔零件1中的剛度和進出方便，完成鼓肚形內孔2的車削。

本發明方法采用的工裝結構是，包括彎折式內孔車刀桿和卡子，該二者配套共同配合完成加工對象的車削。

參照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，本發明方法采用的彎折式內孔車刀桿的結構是，包括橫向刀桿，橫向刀桿由后端的蓋板3、中間段的圓刀桿4和前端的支承頭5依次焊接為一體，蓋板3的軸心孔為光孔，該光孔中穿有長螺桿15，長螺桿15外露的螺紋段上套裝有螺母14(蓋板3的軸心孔是光孔不是螺紋孔，便于向內推進長螺桿15并且通過螺母14固定長螺桿15的進入位置)；圓刀桿4的內腔中滑動套裝有(圓柱形)滑塊10，長螺桿15前端與滑塊10后端傳動連接；支承頭5的前端面固定有支承塊6，支承頭5的圓周沿水平方向一側縱向開有通透的長開槽，該長開槽中設置有彎曲的連接板11，支承塊6通過銷軸一9與縱向刀桿7尾端(旋轉支點端)鉸接，縱向刀桿7中部通過銷軸二12與連接板11前端鉸接，連接板11后端通過銷軸三13與滑塊10前端鉸接；縱向刀桿7前端設置有刀槽并安裝有車刀17；圓刀桿4的外圓周沿水平方向任一側表面安裝有導向鍵16，圓刀桿4上的導向鍵16與支承頭5的長開槽中心線在徑向共面，用于加工工件時防止縱向刀桿7因偏重及切削力的影響在卡子內轉動；

縱向刀桿7從中部朝向尾端開有長槽8，支承塊6夾持在縱向刀桿7的長槽8中并用銷軸一9鉸接，連接板11也夾持在縱向刀桿7的長槽8中并用銷軸二12鉸接，這樣縱向刀桿7可以相對橫向刀桿以銷軸一9為支點旋轉，銷軸一9和銷軸二12保證了縱向刀桿7的剛性，縱向刀桿7前端的刀槽中安裝有車刀17，車刀17安裝好后應保證車刀17的刀尖高度與圓刀桿4的軸線中心高度一致，即刀尖的高度與圓刀桿4的軸線，都應與工件的軸線以及機床的回轉中心等高，如果不等高就會影響刀具的工藝角度，同時進給時機床的進給量與加工工件上的實際進給量出現偏差，見圖4；滑塊10在長螺桿15的推拉作用下可在圓刀桿4的內孔中滑動，連接板11兩端各自通過銷軸二12和銷軸三13分別與縱向刀桿7和滑塊10鉸接。

見圖5，當彎折式內孔車刀桿需要工作時，拆掉螺母14，向外回拉長螺桿15從圓刀桿4的內孔中慢慢退出，長螺桿15通過滑塊10及連接板11帶動縱向刀桿7向回轉動，直至縱向刀桿7與支承頭5的前端垂直，直至縱向刀桿7彎折到最大直角狀態；然后安裝并固定住長螺桿15上的螺母14，使得長螺桿15可靠固定，保證縱向刀桿7的工作位置狀態可靠定位。

見圖7，當彎折式內孔車刀桿需要伸進或退出大臺階鼓肚內腔零件1的內孔中時，拆掉螺母14，使得長螺桿15向前在圓刀桿4的內孔中推進(即向圖7左側推進)，長螺桿15依次帶動滑塊10和連接板11向前移動使縱向刀桿7以銷軸一9為支點旋轉90°，直至縱向刀桿7與圓刀桿4縱向平行，成為如圖7所示的縱向直桿狀態，方便伸入大臺階鼓肚內腔零件1的內孔中。

參照圖8和圖9，本發明方法采用的卡子結構是，包括卡子主體，卡子主體中心為圓形的卡子孔19，卡子孔19沿直徑一邊設置有開口18，卡子孔19沿直徑另一邊外圓周上固定安裝有安裝柄20，即安裝柄20與開口18分別設置在沿直徑方向的兩邊，并且開口18中心線、卡子孔19的軸心線與安裝柄20的上表面等高(即卡子主體實際安裝時是如圖8的水平狀態)，以使安裝后圓刀桿4的中心高與臥式車床回轉中心的高度一致；安裝柄20的厚度尺寸C應按照所使用臥式車床的刀方高度確定；卡子孔19的直徑D應按照圓刀桿4的外圓直徑d確定，兩者采用H8/f7的較大間隙公差配合，既可以滿足配合精度又使得安裝調整比較容易；開口18外端上下沿對應開有多對把合孔21，開口18和把合孔21是為了將圓刀桿4與卡子主體把合牢靠；卡子孔19內壁還加工有鍵槽22，鍵槽22的作用是裝入圓刀桿4后與導向鍵16配合，防止縱向刀桿7因偏重及切削力的影響使得圓刀桿4在卡子孔19內轉動。

本發明的加工方法，參照圖10、圖11，在臥式車床上，利用上述的兩個工裝配套，按照以下步驟具體實施：

步驟1、將彎折式內孔車刀桿的圓刀桿4夾持在卡子主體的卡子孔19中，并且將導向鍵16與鍵槽22卡裝良好，利用多個把合螺栓通過各個把合孔21將卡子孔19的開口18卡緊，使得圓刀桿4在卡子孔19中固定牢靠，再將卡子主體的安裝柄20在臥式車床的刀架23上安裝牢靠，此時圓刀桿4的軸心線與臥式車床的回轉中心等高，見圖10；

安裝時應在滿足加工部位長度的情況下，使得圓刀桿4向前伸出卡子孔19的長度盡量短一些，以提高彎折式內孔車刀桿在車削過程中的剛性；

步驟2、將被加工對象大臺階鼓肚內腔零件1通過卡盤24和中心架25以卡架的方式裝卡在臥式車床上，并按照找正基準找正好，保證大臺階鼓肚內腔零件1的軸心線、圓刀桿4的軸心線及車刀17的刀尖部均與臥式車床的回轉中心等高，見圖10；

步驟3、拆掉螺母14，將長螺桿15向圓刀桿4的內孔中推進，長螺桿15依次帶動滑塊10和連接板11推進，使縱向刀桿7以銷軸一9為支點旋轉90°，使縱向刀桿7與圓刀桿4縱向平行，成為如圖7所示的折疊狀態，通過刀架23的平移使彎折式內孔車刀桿進入大臺階鼓肚內腔零件1的內孔中；然后再回退長螺桿15，使縱向刀桿7以銷軸一9為支點返回旋轉90°，使縱向刀桿7與圓刀桿4縱向垂直，成為如圖5所示的車削狀態(彎折狀態)，擰緊螺母14，沿縱向固定住長螺桿15，保證縱向刀桿7的彎折狀態固定可靠，見圖11；

步驟4、啟動臥式車床，卡盤24帶動大臺階鼓肚內腔零件1回轉，通過刀架23的平移使彎折式內孔車刀桿的車刀17移動至大臺階鼓肚內腔零件1的鼓肚形內孔2內表面，對刀后開始進給車削，走完第一刀后，按照圖紙要求沿直徑方向進給再走第二刀；如此重復，直至被加工對象大臺階鼓肚內腔零件1的鼓肚形內孔2的尺寸達到要求。