[发明专利]一种阶梯轴的台阶端面上的深窄环槽的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阶梯轴的台阶端面上的深窄环槽的加工方法。

背景技术

目前水电行业已经引起国内外的重视，水电已在能源发展史上占有极其重要的地位，支撑着经济社会的可持续发展，而水轮机结构中最重要的是水轮机轴，目前就国内外水轮机轴来讲，大多数是阶梯轴，轴身的台阶端面上有深窄环槽，对于装备制造业来说，这种环槽因槽窄而深，难以加工，利用卧式车床加工深窄环槽加工过程技术难度大，操作要求高，需要专门的设备和技术手段。采用传统加工方法加工难度大，耗时比较长，人力、财力耗费也比较大，也加工不了太深，最多加工到300mm深，槽加工完毕后槽内所留加工台阶多，难以保证槽的粗糙度要求，槽的质量难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可加工环槽深度深的阶梯轴的台阶端面上的深窄环槽的加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明阶梯轴的台阶端面上的深窄环槽的加工方法，包括如下步骤：

（1）将工件装夹固定在车床卡盘上，选用正切刀，正切刀为上侧面或下侧面为平面，正切刀上和所述平面相对的侧面为台阶面，正切刀从刀头到刀柄末端上下侧之间距逐步加大，用正切刀在工件的台阶端面上切出一侧壁带台阶的环槽；

（2）选用反切刀，换下正切刀，反切刀的结构与正切刀的上下镜像后的结构相同，先用反切刀切平上一步骤产生的台阶，然后反切刀进一步加深进给切出另一侧面带台阶的环槽；

（3）选用正切刀，换下反切刀，先用正切刀切平上一步骤产生的台阶，然后正切刀进一步加深进给切出与上一步骤相反侧面带台阶的环槽；

（4）依次重复步骤（2）和（3）直到环槽深度达到设计深度-设计深度加工余量；所述的步骤（1-4）中环槽的基础宽度为设计宽度-设计宽度加工余量；

（5）精车：采用加强车刀，加强车刀包括弧形加长刀柄、刀头安装柄和刀头，弧形加长刀柄为弧形板，刀头安装柄通过螺栓固定在弧形加长刀柄的前端，刀头固定在刀头安装柄上；刀头伸出弧形加长刀柄的外弧面或内弧面，通过更换刀头朝向，精车环槽的整个内表面；

（6）打磨：将打磨工具固定在步骤（5）所述的弧形加长刀柄的前端，打磨环槽的整个内表面。

本发明另一种阶梯轴的台阶端面上的深窄环槽的加工方法，包括如下步骤：

（1）将工件装夹固定在车床卡盘上，选用正切刀，正切刀包括刀柄和刀头，刀头固定在刀柄的前端，刀柄的上侧面与刀头上侧面平齐，刀柄的下侧面是以刀头下侧面为基础逐步下降的台阶面，用正切刀在工件的台阶端面上切出内壁为圆孔面外壁为台阶面的环槽；

（2）选用反切刀，换下正切刀，反切刀的结构与正切刀的上下镜像后的结构相同，先用反切刀切平上一步骤产生的台阶，然后反切刀进一步进给切出外壁为圆孔面内壁为台阶面的环槽；

（3）选用正切刀，换下反切刀，先用正切刀切平上一步骤产生的台阶，然后正切刀进一步进给切出内壁为圆孔面外壁为台阶面的环槽；

（4）依次重复步骤（2）和（3）直到环槽深度达到设计深度-设计深度加工余量；所述的步骤（1-4）中环槽的基础宽度为设计宽度-设计宽度加工余量；

（5）精车：采用加强车刀，加强车刀包括弧形加长刀柄、刀头安装柄和刀头，弧形加长刀柄为弧形板，刀头安装柄通过螺栓固定在弧形加长刀柄的前端，刀头固定在刀头安装柄上；刀头伸出弧形加长刀柄的外弧面或内弧面，通过更换刀头朝向，精车环槽的整个内表面；

（6）打磨：将打磨工具固定在步骤（5）所述的弧形加长刀柄的前端，打磨环槽的整个内表面。

为了取得较好的加工效果，所述的环槽设计深度为400-500mm，设计深度加工余量8-12mm，设计宽度为60-70mm，设计宽度单边加工余量为2-4mm，正切刀的长750mm、宽35mm和高80mm，弧形加长刀柄的厚度为25mm、长度为650mm和高度280mm，加强车刀的刀头为长115mm、宽36mm和高36mm。

本发明的有益效果是：本发明通过采用正反切刀交替逐步车切环槽，由于正反切刀的特别结构，既保证为切刀具有足够的强度，又不与工件发生干涉，从而使得切割深度深。在精加工时，刀柄采用特别的结构，使得刀柄的截面足够大，具有足够的强度，又不与工件发生干涉。从而使得精加工不留死角。从而保证能够加工较深的深孔环槽。加工速度快，加工效率高。 

附图说明

图1是本发明使用的正切刀的结构示意图；

图2是本发明使用的反切刀的结构示意图；

图3是本发明使用的加强车刀的结构示意图；