管板深孔高速切削加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种管板深孔高速切削加工装置，包括摇臂钻床、具有特殊结构的深孔钻、深孔绞刀及钻模板；所述深孔钻的刃部为至少二阶的阶梯刃口；排屑槽为抛物线结构；所述深孔绞刀的刃口是负前角刃口；所述钻模板上设有按管板深孔位置布置的底孔，底孔内设有钻套；所述钻模板上还设有用于与工件适配使其定位的定位槽、定位销和定位标志刻线。优点是：保证了深孔本身及各孔之间的尺寸和形位精度，在普通摇臂钻床上即可加工管板深孔，达到与数控深孔钻床同等的技术、经济效果，大大减少了装备投资费用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种深孔切削加工装置，尤其涉及一种在工件上加工众多密集深孔的切削装置。
技术介绍
换热器管板的管孔数量众多，管孔的尺寸精度、粗糙度和孔间的位置精度要求都很高，一些大型、高压换热器的管板厚度很大，管孔很深，例如大型汽轮机低压加热器管板厚度可达210mm。加工此类管板深孔，国外是在数控深孔钻床上进行，并配有枪钻或BTA等先进的深孔钻。由于数控深孔钻床的价格昂贵，需150万美元，国内除少数厂家例如东方锅炉厂、上海锅炉厂采用数控深孔钻的枪钻技术外，其他厂家均采用摇臂钻钻孔方法加工，很难达到设计要求的尺寸和形位精度，尤其是粗糙度只能达到Ra25um，还须增加铰孔工序，目前的铰孔工艺是低速铰孔，不仅效率很低，粗糙度也改善不大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，是提供一种管板深孔高速切削加工装置。该装置在普通摇臂钻床上即可完成管板深孔切削加工，其加工精度、粗糙度和工作效率都可达到与数控深孔钻床同等的效果。本技术的技术解决方案是一种管板深孔高速切削加工装置，包括摇臂钻床、深孔钻、深孔绞刀及钻模板；所述深孔钻的刃部为至少二阶的阶梯刃口；深孔钻的排屑槽为抛物线结构；所述深孔绞刀的刃口是负前角刃口；所述钻模板上设有按管板深孔位置对应布置的底孔，底孔内设有钻套；所述钻模板上设有用于与工件适配使其定位的定位槽、定位销和定位标志刻线。所述深孔钻的刃部材料选用W6Mo5Cr4V2，其形状最好是三阶阶梯刃口，依序为中心刃、第一扩孔刃、第二扩孔刃。所述绞刀的刀片选用半精加工的YW硬质合金刀片。所述钻套是经淬硬处理的钻套。运用本装置，先将钻模板、被加工工件装夹于摇臂钻床工作台上，用小直径钻头在工件上钻出钻窝，然后取掉钻模板，再用小直径钻头钻出引导孔，直径与深孔钻的中心刃相同，然后再用阶梯刃口深孔钻钻孔，最后用绞刀铰孔，达到设计要求。采用上述技术方案，本技术具有如下优点1.通过改进工装，采用钻模板、特殊钻头、绞刀及相应的工艺方法，用钻模板钻出钻窝，再用阶梯刃口钻头钻孔，保证了深孔本身及各孔之间的尺寸和形位精度，在普通摇臂钻床上即可加工管板深孔，达到与数控深孔钻床同等的技术、经济效果，大大减少了装备投资费用。2.钻模板设有定位槽、定位销和定位标志刻线，保证了管板上深孔的位置精度，特别是在管板二次装夹时，由于钻窝既定，仍不会影响其位置精度；钻模板底孔内设有经淬硬处理的钻套，不易磨损，可重复使用而不降低定位精度。3.钻头刃部材料选用W6Mo5Cr4V2，刚性好，耐磨；排屑槽为抛物线结构，不仅排屑顺畅，也便于冷却液充分进入孔内，冷却效果好，不易折断或打刃，钻头耐用消耗少。4.绞刀刀片选用YW硬质合金刀片，具有良好的抗疲劳强度、冲击韧性、耐热性、高温硬度和抗氧化能力，刃口不易磨损，尺寸稳定，加工出的深孔锥度小；其刃口设计为负前角，比普通正前角刃口强度更高，可实现高速铰孔，与低速铰孔相比，60万Kw汽轮机低压加热器管板每件管板铰孔的平均时间214小时(尚不包括辅助时间)缩短为124小时，节约工时90小时；加工出的深孔粗糙度提高一级，达Ra6.3um；绞刀消耗量仅低速铰孔的1/5。现以加工60万Kw汽轮机低压加热器管板为例详细说明本技术。附图说明图1是本技术的钻头结构图；图2是图1的A向视图； 图3是图1的B--B截面图。图4是本技术的绞刀结构图；图5是图4的A--A截面图；图6是图4的B--B截面图。图7是本技术的钻模板结构图；图8是图7中钻套和定位销装配结构图。图9是汽轮机低压加热器管板的结构图；图10是图9中局部A的放大图；图11是图10的B--B视图。具体实施方式图9、图10、图11示出该汽轮机低压加热器管板结构，管板的外形直径约1800mm，管板厚度190-210mm，基层材质为20-0(锻)215-JB4726-94-III级和20MnMo，堆焊层材料为Ocr18Ni9Ti，每块管板上分布约2000个孔，孔径为16.2±00.1。本管板深孔高速切削加工装置，包括摇臂钻床、具有特殊结构的深孔钻、深孔绞刀及钻模板。参见图1、图2、图3深孔钻采用抛物线加长钻，其直径Φ153mm，长375mm；因钻头长，刚性差，故刃部材料选用W6Mo5Cr4V2，以增强刚性。将刃口设计为三阶阶梯刃口，依序为中心刃、第一扩孔刃、第二扩孔刃，阶梯刃口的作用一是便于对位，孔不偏斜；二是钻屑较细，容易排除；深孔钻的排屑槽为抛物线结构，排屑顺畅、冷却液容易进入，冷却效果好。参见图4、图5、图6为了提高铰孔效率和孔的表面光洁度，须高速铰孔，这是一种挤压切削方式，绞刀的刃口必须具有很高的强度和耐磨性能，绞刀的的刀片选用半精加工的YW硬质合金刀片，具有良好的抗疲劳强度、冲击韧性、耐热性、高温硬度和抗氧化能力，刃口不易磨损，尺寸稳定，加工出的深孔锥度小。通常，铰孔都是低速进行的，绞刀刃口是正前角，即刃口角度是锐角，强度较低，铰孔速度高刃口会折断。本技术的绞刀，其刃口设计为负前角，即刃口角度是钝角，强度很高，可实现高速铰孔。参见图7、图8钻模板1上设有按管板深孔位置布置的底孔，底孔内设有钻套6，钻套6经淬硬处理，具有很高的耐磨性能；钻模板1上还设有用于与工件适配使其定位的定位槽3、定位孔2、定位销5和定位标志刻线4。钻模板1本身的精度至关重要，它将决定管板深孔的精度，因此钻模板1的底孔、定位槽3、刻线4用数控坐标镗床加工。另外，钻模板1的厚度30mm，具有足够的刚性，不会变形。本装置的使用方法，按如下步骤1.将被加工管板和钻模板1装夹于摇臂钻床工作台上，通过定位槽3、定位孔2和定位标志刻线4对位找正，用直径Φ12mm钻头在工件上钻出钻窝，钻窝深6-8mm；当管板有堆焊层时，摇臂钻床主轴转速n＝600r/min，当无堆焊层时，进刀量s＝0.16mm/r；2.取掉钻模板1，再用直径Φ12mm钻头钻出引导孔，孔深60-80mm，主轴转速n＝630r/min，进刀量s＝0.32mm/r；浇极压水基切削液冷却；3.换上深孔钻，其中心刃的前刃锥度应与导向钻的锥度吻合，主轴转速n＝630r/min，进刀量s＝0.25mm/r，将孔钻通；冲入极压水基切削液冷却；4.换上绞刀，主轴转速n＝1600-1700r/min，进刀量s＝0.63-0.8mm/r，浇极压水基切削液冷却。其他技术要求各刀具使用前，应检查锥柄与锥套间的接触情况和切削刃的跳动量，应符合如下规定1).锥柄与锥套的接触面积＞75％2).钻头跳动量≤0.13).绞刀跳动量≤0.02通过上述步骤，即可完成60万Kw汽轮机低压加热器管板深孔加工。权利要求1.一种管板深孔高速切削加工装置，其特征在于包括摇臂钻床、深孔钻、深孔绞刀及钻模板；所述深孔钻的刃部为至少二阶的阶梯刃口，深孔钻的排屑槽为抛物线结构；所述深孔绞刀的刃口是负前角刃口；所述钻模板上设有按管板深孔位置对应布置的底孔，底孔内设有钻套；所述钻模板上设有用于与工件适配使其定位的定位槽、定位销和定位标志刻线。2.根据权利要求1所述的管板深孔高速切削加工装置，其特征在于所述深孔钻的刃部是三阶阶梯刃口。3.根据权利要求1所述的管板深孔高速切削加工装置，其特征在于所述钻套是经淬硬处理的钻套。专利摘要本技术公开了一种管板深孔高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管板深孔高速切削加工装置，其特征在于：包括摇臂钻床、深孔钻、深孔绞刀及钻模板；所述深孔钻的刃部为至少二阶的阶梯刃口，深孔钻的排屑槽为抛物线结构；所述深孔绞刀的刃口是负前角刃口；所述钻模板上设有按管板深孔位置对应布置的底孔，底孔内设有钻套；所述钻模板上设有用于与工件适配使其定位的定位槽、定位销和定位标志刻线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张春定，
申请(专利权)人：东方汽轮机厂，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]