本發(fā)明屬于金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)孔深槽的車削方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著增壓器、蒸汽壓縮機(jī)等含葉輪機(jī)械產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。其內(nèi)部涉及到對氣體、油液進(jìn)行封閉功能的關(guān)重零部件在生產(chǎn)加工中越來越多，這類零部件通常采用的都是在內(nèi)孔車削多個(gè)深槽結(jié)構(gòu)如圖1所示來實(shí)現(xiàn)這一功能。然而這樣的深槽在車削過程中卻非常容易變形，變形后的零件失去其該有的封閉功能，對產(chǎn)品質(zhì)量造成巨大影響，甚至無法使用導(dǎo)致報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)孔深槽的加工，通常是分為粗車和精車兩道工序進(jìn)行加工，粗車時(shí)，按照實(shí)際尺寸在槽內(nèi)留下均勻的0.5mm的精車余量如圖2所示。

考慮到在加工上處于最后一道工序且零件在裝夾時(shí)嚴(yán)格找正了平面與外圓，由此發(fā)明人判定其精度在很大程度上就只有靠程序編制的加工方法和走刀路徑來保證。通過分析，程序?qū)庸ぞ鹊挠绊懼饕w現(xiàn)在刀具的選取和走刀方式這兩方面。

首先是刀具的選取，根據(jù)槽寬和槽深直接選取相適應(yīng)的直槽刀，對直槽刀的刀具圓角沒有進(jìn)行嚴(yán)格意義上的劃分；其次是車削方式的確定，這類深槽因?yàn)槠渲邪袌A角與斜度的關(guān)系，在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，車削時(shí)通常采用的時(shí)如圖3所示進(jìn)刀方向順序車削，整個(gè)精加工的走刀方式是從右向左的挨個(gè)完成。沒有合理的根據(jù)深槽結(jié)構(gòu)定義走刀方式。因此，發(fā)明人判定在傳統(tǒng)的深槽車削中存在如下缺陷：

1、不同圓角的直槽刀對應(yīng)不同的車削能力和耐磨性，在車削時(shí)給深槽兩側(cè)內(nèi)壁帶來不同的擠壓應(yīng)力，選用不合理圓角的直槽刀在車削時(shí)就會(huì)造成內(nèi)壁的擠壓變形；

2、單一的順序進(jìn)刀方式在車削時(shí)沒有給零件的內(nèi)壁預(yù)留足夠的釋放應(yīng)力的時(shí)間，連續(xù)加工使同一內(nèi)壁受到兩次相同方向的擠壓應(yīng)力，給零件帶來一定量不可恢復(fù)的塑性變形，從而影響其精度。

針對上述問題，發(fā)明人對深槽加工機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，創(chuàng)造性的提出了一套新的內(nèi)孔深槽的加工方法，能助于克服上述不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)孔深槽的車削方法，可顯著降低變形量、提高產(chǎn)品的成品率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)孔深槽的車削方法，包括粗車工序和精車工序，還包括粗車與精車之間的半精車工序，

對于無斜度的深槽：半精車余量為0.05mm-0.15mm；

對于帶斜度的深槽：半精車及精車均先加工深槽的斜壁面，后加工深槽的直壁面；半精車余量為0.05mm-0.10mm；

對于軟材料：半精車及精車的刀具圓角均為R0.2；

對于硬材料：半精車及精車的刀具圓角均為R0.4。

進(jìn)一步，半精車余量為0.05mm-0.06mm。

進(jìn)一步，所述軟材料包括鋁或銅。

進(jìn)一步，所述硬材料包括鈦合金或鋼。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過增加半精車工序可以減少精加工的加工量，從而減少切削力對零件本身的作用力，有效降低變形量，提高加工精度；同時(shí)，還通過對帶斜度的深槽優(yōu)先加工深槽的斜壁面再加工直壁面的策略，強(qiáng)化斜壁面的強(qiáng)度，弱化其車削變形，并在車削對面直壁面的時(shí)候，刀具和內(nèi)壁又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反的擠壓應(yīng)力來恢復(fù)前面車斜壁時(shí)的形變，從而進(jìn)一步提高整個(gè)深槽的車削質(zhì)量和加工精度；另外，還通過針對不同材料的零件采取不同的刀具圓角值以提高加工精度。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為深槽結(jié)構(gòu)圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)精車余量圖；

圖3為順序加工的示意圖；

圖4為氣封的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為順序加工的受力示意圖；

圖6為分步加工的受力示意圖；

圖7為變異氣封的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為分步加工的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例提供一種氣封的車削方法，氣封具體結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中部貫通設(shè)置有一內(nèi)孔，內(nèi)孔中連續(xù)設(shè)置有多個(gè)深槽，且有帶斜度的槽，其加工工序包括粗車工序和精車工序，其特征在于還包括半精車工序，將其設(shè)置在粗車工序與精車工序之間，可進(jìn)一步減少精加工的加工量，從而減少切削力對零件本身的作用力，有效降低變形量和提高加工精度，具體的，在半精車及精車工序中，均采取分步加工的方法，即先加工深槽的斜壁面，后加工深槽的直壁面，如圖8所示，該方法相對于順序加工其加工變形減小，其理由在于：

圖5為順序加工的受力示意圖，圖6為分步加工的受力示意圖，車削中的槽壁可以看成是一個(gè)懸壁梁。圖5中，由于已加工了斜壁面同一槽壁的直壁面，其槽壁寬度b1應(yīng)小于圖6中的b2，其慣性矩也相對較小，即I 1要小于I 2，同時(shí)，在兩種情況下，切削力F相同，因而其水平切削分力N是一致的，且彈性模量E相同，由△L＝FL³/3EI，可知本方法產(chǎn)生的擾度變形△L要小一些，由加工引起的塑性變形也會(huì)相對小一些；同時(shí)，之后加工同一槽壁直壁面的時(shí)候，刀具和內(nèi)壁又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反的擠壓應(yīng)力來恢復(fù)前面車斜壁時(shí)的形變，從而進(jìn)一步提高整個(gè)深槽的車削質(zhì)量和加工精度。另外，本實(shí)施例將半精車的余量設(shè)置為0.05mm-0.10mm，即精車的加工量為0.05mm-0.10mm，這樣可進(jìn)一步減少切削變形，并保證更佳的加工效果。

由于車刀切削力的存在，其引起的變形也應(yīng)始終存在，但變形量的多少與水平切削分力相關(guān)，因此，半精車余量越少，水平切削分力也就越小，對深槽的精度影響也就越小，反過來，產(chǎn)品精度要求越高，其半精車余量就應(yīng)越少。但在實(shí)際操作中，加工量過少，也存在其加工量與擾度變形相同或甚至更小時(shí)，導(dǎo)致無法切削加工的現(xiàn)象，因此，本實(shí)施例為進(jìn)一步提高產(chǎn)品精度且保證不空切，因而將精車的加工量進(jìn)一步減小為0.05mm-0.06mm。

另外，由于刀具越鋒利在切入物體時(shí)對切口兩邊的擠壓應(yīng)力就會(huì)越小。針對鋁件、銅件這類易加工但是卻非常容易變形的零件的內(nèi)孔深槽，在加工時(shí)就應(yīng)該選用更鋒利的直槽刀，即選用圓角較小的直槽刀；而對于鈦合金以及鋼類零件因?yàn)槠鋸?qiáng)度較高，加工不易變形，車削時(shí)刀具圓角的對其的影響就何以忽略不記，相應(yīng)的，在加工這類高強(qiáng)度材料的零件時(shí)適當(dāng)?shù)倪x用較大圓角的直槽刀則更能保證加工的順利。因?yàn)榈毒邎A角越大，其刀具本身的強(qiáng)度耐磨性就越好，選用這類刀具加工時(shí)能減少由刀具磨損或者斷裂引起的換刀。

根據(jù)上述分析，氣封材料為鋁或銅時(shí)，本實(shí)施例將半精車及精車的刀具圓角均優(yōu)化為0.2，使刀具更鋒利，有利于減小切削力對加工精度的影響；氣封材料為合金或鋼時(shí)，可將半精車及精車的刀具圓角均優(yōu)化為0.4，使刀具的切削力強(qiáng)、耐磨性好，有利于提高刀具使用壽命。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例提供一種變異氣封的車削方法，其具體結(jié)構(gòu)如圖7所示，與實(shí)施例一不同的是多個(gè)深槽均為直槽，其加工不同的是：本實(shí)施例采取順序加工的方式，且將半精車的余量設(shè)置為0.05mm-0.15mm。

本發(fā)明通過程序?qū)φ麄€(gè)深槽的加工進(jìn)行了細(xì)致的劃分，統(tǒng)一了車削方式，形成了一條深槽車削加工的系統(tǒng)方式，將車削時(shí)刀具與內(nèi)壁之間的擠壓變形最小化，保證了深槽內(nèi)壁的精度，解決了易變性材料的這種深槽精度加工不達(dá)標(biāo)的問題。避免了在以往加工中出現(xiàn)的刀具選取與車削方式的不合理所帶來的產(chǎn)品精度不達(dá)標(biāo)的情況，將隨機(jī)性的變形問題通過簡單的方式進(jìn)行避免，更進(jìn)一步的，對加工合格的產(chǎn)品來說，這樣的加工方式能進(jìn)一步提高其精度，使產(chǎn)品質(zhì)量上一個(gè)新的臺(tái)階。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。