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枪钻加工船用柴油机深孔时孔轴线偏移的机理与工艺

发布时间:2019-08-06

作为主要的关重件之一, 机身是整个船用柴油机的骨架与机座, 要具有稳定可靠的基础支撑和复杂精细的油、水、气管道及螺栓孔系,机身加工质量尤其重要,并直接决定了船用柴油机的工作精度、运行性能、可靠性和寿命。但薄壁、大尺寸的箱体结构导致机身加工质量控制非常困难,尤其是复杂的交叉深孔系,存在孔系轴线偏移、加工效率低下等问题,且大多采用深孔枪钻加工技术。可见,研究这一工艺对船用柴油机制造具有重要意义。

深孔加工面临种类多、批量少、加工难及精度要求越来越高等挑战[1],国内外学者针对深孔加工中孔轴线偏移问题开展了偏移机理、 导向平衡和工艺优化等研究工作。 RICHARDSON[2]等研究了导向块在加工过程中的作用, 实验证明导向块的数量及分布直接影响孔加工的直线度;WOON[3]等研究了深孔加工刀具刃口半径对钻孔偏斜和孔偏差的影响;RAO[4]等研究了内排屑(BTA)深孔钻在不同条件下的尺寸、直线度和表面粗糙度等参数变化;李楠[5]等从加工方式、导向条布置、长孔钻削三个角度研究了 BTA 深孔钻削中的轴线偏斜问题,得出最佳钻孔轴向直线度;许辉[6]等通过对现场加工状况分析, 改进导向套参数使钻孔直线度偏差大幅度下降;李言[7]等研究了辅助支撑位置和加工深度与孔直线度误差的作用关系, 获得了孔直线度随初始偏差量变化的规律。针对孔轴线偏移问题,国内外研究集中在 BTA 钻,而对枪钻钻削时孔轴线偏移的问题研究得很少。

船用柴油机机身上孔系繁多,具有直径小、长径比大、相互交叉等显著特点,某型船用柴油机机身复合螺栓油孔直径为 24 mm,长度达 1 200 mm,长径比达50。 针对该油孔结构特点,以枪钻为研究对象,在机理分析基础上,利用数值方法研究了导向块位置、枪钻自重、 钻削深度等因素对深孔枪钻加工中孔轴线偏移的影响,为降低深孔加工孔轴线偏移量提供合理建议,提高船用柴油机机身深孔加工质量。

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