轴套内孔及止口加工组合刀具装置优化设计
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摘要：现有工艺技术在加工含有内止口的工件时，要反复多次换刀调整才能加工至尺寸要求，工作效率非常低。为了提高工作效率，降低制造加工成本，特设计了《内止口加工专用镗刀》，此新技术提供了一种不用调整的专机及加工工艺槽的组合刀具装置，而此能将轴套内孔及止口加工至图纸要求。
关键词：轴套；内孔加工；止口加工
1.技术领域概况
目前码头、矿山、化工、电力等行业散货吞吐、转运能力要求不断提升，散状物料转运输送设备堆取料机的设计能力随之不断提高，目前单位时间堆取料能力已达万吨或以上，设备朝着大型和超大型方向发展，其大构件外形尺寸往往超出常用设备的加工能力，加工困难甚至无法进行加工，给生产造成很大的负面影响。针对这些问题我们设计了不同形式的专机，可以解决各类大型结构件的加工问题。但是受专机本身的功能局限性的影响，在加工含有内止口的工件时，要反复多次换刀调整才能加工至尺寸要求，工作效率非常低。为了提高工作效率，降低制造加工成本，特设计了《内止口加工专用镗刀》，该镗刀通过特殊的机构能将刀具调至小于轴套外端孔径，刀具到达加工位置后在特殊的机构带动下自动扩张切削至加工尺寸，具备自动定位、自动锁紧、自动退刀等功能。
2.现有技术分析
现有技术步骤：
2.1.加工阶梯孔中的最小孔至图设计尺寸，见图一。
2.2.按顺序由小到大依次加工其余各孔至尺寸，见图二。
2.3.移动调整专机，使专机主轴与工件孔产生一个偏心距，专机定位加工工艺槽，见图三。以及局部放大图，见图三a。
2.4.移动专机，校正专机主轴与工件孔同轴，刀尖对正工艺槽，调整刀尖尺寸至图纸尺寸，专机定位加工内止口至尺寸。见图四。
因轴套孔的内止口大于各阶梯孔直径，所以在加工内止口前在内止口合适位置加工一个偏心工艺槽（月牙槽），作为装夹镗刀和进刀工艺空间，偏心距根据止口的尺寸确定。通过调整专机主轴与阶梯孔偏心距，可以加工出偏心工艺槽。工艺槽加工完毕后专机复位，重新校正专机主轴与轴套孔同轴，利用工艺槽装镗刀加工内止口至尺寸。
3.现有技术缺点
由于此类轴套的内止口大于阶梯（轴孔）孔径，加工内止口时如果不事先在内止口合适位置处加工出一个进刀槽，就无法装夹刀具和进刀。内止口通常处于轴套（阶梯）孔的中间，刀具装夹、校对及工序间检测十分困难，需要进行多次切削、检测、对刀再切削等工序才能达到要求，工作效率十分低，对超作者要求高。除加工中需要较长的校、对刀时间外，专机还要进行二次移动三次定位，专机移位需要行车、起重工的配合，校正和定位过程还要采用精纬仪、水平仪、内径百分表等设备和工卡量具，使加工成本大幅度的增加。
4.新技术
新技术提供一种不用调整专机及加工工艺槽，而能将轴套内孔及止口加工至图纸要求的组合刀具装置。其要点是在将刀杆上装夹刀座的部位设计成偏心槽轮机构，槽轮偏心距设计为0～10mm，也可根据止口的要求设定，刀座上设计能够调整并与槽轮自锁的定位。
工作原理：刀杆安装刀座的位置与刀杆设计成偏心，从零位当刀座绕偏心相对转动时镗刀向外伸长，从零位到180度伸展最大。零位是偏心的起始位，当定位销锁定在这个位置时，刀座与刀杆是锁定状态，可进行阶梯孔加工。零位到预定偏心处用定位销调节。根据图纸所上标注的止口尺寸，通过旋转刀座调整镗刀达到加工尺寸，确定刀座相对旋转停止位置，然后设定好定位销锁定位置。
加工时回旋刀座到偏心轴零位（此镗刀缩至最小长度），刀杆与主轴一起伸到止口加工位置，旋转刀座使镗刀尖与轴套内孔表面接触，预紧刀座压盖启动专机进行切削，在切屑阻力的作用下，刀座与刀杆产生相对转动，镗刀相对刀杆向外伸长，逐步切入轴套中，当定位销到达槽轮自锁位置后刀座与刀杆停止相对转动（此时即刀尖旋转直径达到预设的切削直径），刀盘与刀座合成一体转动，镗刀开始作径向切削，然后进行轴向进给切削至全部止口的切削。
5.本新技术与现有的技术相比，优点如下：
5.1.原有加工复杂，操作难度大，对超作人员技术等级要求高，使用该刀具加工简化了操作要求，对超作者技能等级要求降低。
5.2.受零件空间限制，原来加工中很多刀尖在工艺槽内很难调整，而此镗刀能自动调整刀尖伸长，到位后锁定，退刀反转是刀尖自动缩回。
5.3.减少了加工工艺槽及专机调整的工艺步骤，降低了大部分的非加工工作时间，从而大幅度的提升了加工效率，降低了生产成本。原设备加工镗削一个止口，需要增加加工工艺槽工序，为此专机需要重新调整校正两次，增加调整专机和切削时间4～6小时，专机调校需要10吨行车1台，行车工、起重工、钳工各1名。采用此组合镗刀后可以省略上述各项工作，使产品的生产效率得到提高，成本大幅下降。
参考文献：
[1]万秀峰. 轴套内孔加工工艺改进[J]. 金属加工（冷加工） ，2009（16）