[发明专利]一种镗铣复合加工工艺及装置

说明书

一种镗铣复合加工工艺及装置，适用于缸体孔、连杆孔、箱体孔的半精加工、精加工。装置包括精密机床主轴、镗刀杆、微调机构、电主轴、密齿铣刀、外部检测仪器以及外置的补偿控制单元。工艺包括将被加工孔上道工序的加工余量作为密齿铣刀径向位置总的调整量，通过微调机构改变电主轴的轴线和机床主轴轴线的距离，调整密齿铣刀切削点的径向位置实现径向进给，由机床主轴带动镗刀杆、微调机构、电主轴和密齿铣刀一起做低速回转运动，密齿铣刀做高速回转运动，利用检测仪器获取密齿铣刀切削点与理想位置的偏差量，并通过补偿控制单元根据获得的偏差量经微调机构控制微调整密齿铣刀对被加工工件切削点的径向位置，从而实现自动补偿切削点的径向位置。

技术领域

本发明涉及一种加工工艺及装置，尤其是一种适用于缸体孔、连杆孔、箱体孔的半精加工、精加工的镗铣复合加工工艺及装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

连杆大小端孔、缸体孔以及其他箱体轴承孔的加工质量将直接影响零部件的性能。半精镗、精镗作为孔加工的关键工序一直受到很多研究者的关注。传统的镗削工艺多具有低转速、低进给量的特点，特别是单齿镗刀是以点接触的加工方式进行零件的精加工，存在效率不高的特点，且孔表面留有进给的刀痕。如此一来，为了满足孔精加工的特殊表面要求，同时需要投入额外的铣床和设备，增加了加工流程和操作强度，从而降低了生产效率。因此，需要研究新的工艺满足孔加工要求。

另外，刀具铣损、热变形等原因造成被加工孔的孔径误差，也影响了孔的加工精度。由于孔加工过程中镗刀尖会随着切削的增加而逐渐铣损，别是单刃镗刀尖铣损会更快，将会造成加工效率和质量的下降，在铣损到一定程度之后就要进行更换。机床在长时间加工过程也会有精度衰退的影响，在一定程度后会要求精度恢复。用户工厂往往要管理上百台的机床，需要大量的工人时刻检查机床的加工状态和刀具的铣损情况，根据经验判断更换刀具的时间。刀具寿命的管理具有很大的不确定性，加工参数、工件材料、工件形状、润滑情况等一系列原因都会对刀具铣损产生影响，因此很难利用经验去预测刀具的使用寿命。目前所采用的应激性维修方式既费时又昂贵，在大大增加企业运营成本的同时，也严重影响了企业的生产效率。

针对精密镗杆的加工过程，现在企业车间所用的镗刀一般较难实现微量移动的精确补偿。针对刀尖铣损进行自动补偿，由于机构间隙和弹性变形的影响，不仅费时费力且属于定性判断，不易实现。曾经出现了螺纹差动微调结构进行镗刀的微量调节，但由于调节结构占据空间影响小孔的镗削，调节结构本省变形损坏的缺点，影响了进一步的推广。专利号CN88200208U提出了一种高精度偏心微调镗刀装置，因为有易损件和齿环影响调节精度及保持性。专利号CN2357865Y公开了一种通过螺杆及镶块定位微调节镗刀杆的机构，结构简单适合手动微调，但是镶块与镶块槽结合面较难加工实现，刀杆旋转调节过程与定位销位置干涉影响了镗刀微调的效果，也不能实现刀具自动补偿的功能。专利号CN201110196379.4采用“L形直角杠杆+四连杆组合柔性铰链机构”实现刀具径向位移，但结构较为复杂，控制效率也不高。专利号CN201410334409.7公开了一种螺旋铣孔装置，它包括自转系统、公转系统、进给系统和偏心量调节系统，也存在就结构复杂，径向进刀不能精确控制的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、补偿精度高的镗铣复合加工工艺及装置。

技术方案：本发明的镗铣复合加工装置，包括机床主轴、镗刀杆、微调机构、电主轴、密齿铣刀、外部检测仪器以及外置的补偿控制单元；镗刀杆设在机床主轴上，微调机构设在镗刀杆上，电主轴与微调机构相连，密齿铣刀设在电主轴上。

所述的微调机构包括微驱动电机、与微驱动电机输出轴相连的蜗杆、与蜗杆相配合的蜗轮，蜗轮内设有镗杆安装环座。

一种使用上述装置的镗铣复合加工工艺，包括如下步骤：

a.将所述的镗刀杆安装于机床主轴内，微调机构经镗杆安装环座安装于镗刀杆上，电主轴连接于微调机构上，密齿铣刀连接于电主轴的前端；