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军工企业对钛合金管深孔加工的案例,非常详细的实战经验!

   2024-07-15 IP属地 陕西5020

  最近一段时间碰到很多人问钛合金材料深孔加工一系列问题。尤其很多公司用的深孔加工设备无法配套,之前我们公司机床上配套刀杆外径为Φ38,加工时零件总长度必须在750——1500,所以,根本无法实现管子直径的深孔加工要求,正好遇到的这个难题就交给了我们。

图1零件结构图

  一、加工技术难点分析

  首先我们来看这个工件的加工难点,这个零件的外圆尺寸和技术条件要求都非常严格,难加工的地方主要是为薄壁零件的深孔加工,而且还使用了难加工的合金材料:Tc6。

  在工艺上规定加工的深孔长度为1170(为两个零件的长度),长径比为1170∶38,表面粗糙度为Ra0.5。由于零件的材料特殊,深孔直径尺寸规格与机床系统又不匹配,导致零件的深孔加工极为困难。

  二、制定具体的措施

  确定加工方案

  所以我们先对机床配套刀杆的定位系统结构加以改制,设计与零件配套的定位密封结构,在满足刀杆的设计要求下,制定刀具结构尺寸,为此我们先后设计制造(9种)专用深孔刀具、镗头和刀杆等工装及设备配套零部件。

  专用工装的设计

  由于确定了深孔的加工设备(深孔钻镗床T2120),在刀杆的设计结构上必须与机床切削及密封系统相配套。钛合金管子的深孔内径尺寸为Ф40,因此在刀杆内、外径尺寸的设计结构上受到一定的限制。

  一方面刀杆外径尺寸不能过大,导致深孔加工时高压油的流入量减少,产生压力不足,影响深孔加工的刀杆内排屑功能。易产生切屑堵塞刀杆现象。

  另一方面设计刀杆时,还要兼顾到刀杆的最大内径尺寸,必须做到刀杆内、外径尺寸相匹配,保证刀杆头部连接处矩形螺纹的牢固可靠,刀杆具有足够的刚性,同时还要满足并实现深孔加工设备(T2120深孔钻镗床)内排屑功能,保证在高压油的作用下使切屑顺利的沿刀杆内孔行腔排入铁屑箱内。

  密封结构

  即选定设计密封过渡转接套结构,实现零件与机床接触面的密封功能,解决连接处顺利过渡,使零件与刀具形成封闭的空间,在深孔切削加工时,形成封闭的高压循环系统,防止高压油外泄,实现机床在深孔加工时冷却和排屑、润滑等功能。

图2深孔钻、扩孔和深孔铰孔结构

  加工出首件钛合金管子深孔表面没想到出现如下问题:内孔直径尺寸局部超差,表面粗糙度不好,内孔表面有沟痕现象。

  经过分析,我们发现浮动铰刀的过渡转接处尺寸为上限,铰刀引导端切削受力不均,生产浮动刀片偏移,导致内孔直径尺寸超出图纸要求。另外内孔沟痕的产生原因是由于管壁较薄,深孔过长,铰孔加工时产生振刀和挤刀后,易产生这一现象,此外铰刀磨损后也会产生上述问题。

  针对这些问题的产生原因,我们增加了在加工前检查铰刀的实际尺寸,以及浮动铰刀引导端的定心作用,确保铰刀的自动定心后,进行铰削,同时检查刀具磨损情况,及时更换新刀。这样在以后的加工中保证了深孔加工的尺寸,终于完成了首件钛合金管子深孔加工任务,解决钛合金管子的深孔加工技术关键。


 
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