[发明专利]一种深孔加工设备

说明书

本发明公开了一种深孔加工设备，包括机架、刀杆和支撑套；所述支撑套加工有通孔，固定在机架上；所述刀杆伸入支撑套的通孔中，刀杆一端安装有刀具，另一端与驱动电机连接。支撑套内壁安装第一垫圈和第二垫圈，待加工件与第一垫圈间隙配合，刀杆与第二垫圈间隙配合，支撑套可以有效保证在加工过程中刀杆与待加工件同轴性，提供加工精度和成品率。本发明在支撑套的侧壁开孔连通冷却液进口，外部的冷却油进入支撑套内部，对第一垫圈和第二垫圈内壁起到润滑的作用，同时冷却油可以起到冷却和排渣的作用。通过支撑套和冷却液进口的组合，可以同时起到保持待加工件与刀杆的同轴度、润滑、冷却、排屑等作用。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其是一种用于加工大深径比零件的深孔加工设备。

背景技术

在机械加工领域中，深孔加工难度极大，通常的加工方式是采用专用机床，用深孔钻床加工，受加工工艺的限制，通常只能加工长径比很小的零件。在石油开采行业中，螺杆泵是一种常用的采油设备，主要由定子和转子组成，其中定子也是一种深孔零件，通常定子长度在5米左右，孔径只有几厘米，长径比达到了几十倍到三百倍，而且其内壁需要加工为复杂形状的内螺旋曲面，属于极难加工的深孔零件。

常规螺杆泵的定子是橡胶定子，即在钢管内壁安装橡胶衬套，衬套内表面为螺旋曲面，但是由于橡胶耐磨、耐高温性能较差，使用寿命短。因此，新一代螺杆泵采用全金属定子，即直接在钢管内壁加工内螺旋曲面，但是由于深孔加工工艺的限制，只能加工长度为1米左右的定子段，再将几根定子段焊接在一起组成长度满足需求的定子。现有深孔加工设备加工定子时，待加工定子的一端通过三爪卡盘夹紧，在驱动机构的驱动下可低速旋转，待加工定子的另一端则直接对准刀杆，刀杆伸入定子内孔中，通过高速旋转带动刀具对定子内孔进行拉削加工。如果一次性加工数米长的定子，即使在定子和刀杆中部安装支架，防止刀杆和待加工定子发生偏心，由于刀杆和定子过长，也无法保证定子和刀杆的中心轴始终保持一致，一旦由于刀杆或者待加工定子发生偏心，那么将直接导致内螺旋曲面无法满足设计要求，定子报废，甚至会损伤刀杆前部的刀具，因此现有技术无法满足一次加工长达几米的金属定子。而且在加工深孔零件时，由于刀具高速旋转对待加工定子内壁切削，加工过程中温度很高，如果连续加工几米长的定子，势必会造成刀具温度过高，影响刀具寿命，甚至在高速旋转中损坏刀具。一旦加工过程中间刀具损坏，即使安装新的刀具，也无法保证内螺旋曲面的连续性，直接导致待加工定子报废，影响加工效率，并大大增加生产成本。

发明内容

本申请人针对现有深孔加工设备在加工大深径比的零件时，无法保证刀具和待加工零件中心轴一致，不能加工深孔零件，以及长时间切削加工，致使刀具温度过高甚至损坏，影响加工效率，生产成本高等问题，提供了一种深孔加工设备及定位装置，在深孔加工过程中，能有效保证刀杆与待加工零件轴线的一致性，并且有效降低加工过程中刀具与零件内壁的温度，提高加工质量，防止刀具损坏或者零件报废，降低加工成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深孔加工设备，包括机架、刀杆和支撑套；所述支撑套加工有通孔，固定在机架上；所述支撑套侧壁开孔与外部的冷却液进口连通；所述刀杆伸入支撑套的通孔中，刀杆一端安装有刀具，另一端与驱动电机连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述支撑套一端内壁安装有第一垫圈，另一端内壁安装有第二垫圈；所述第一垫圈与待加工件间隙配合，第二垫圈与刀杆间隙配合，第二垫圈和第一垫圈的中心轴线一致。

所述待加工件为中心开孔的管件，一端伸入支撑套内，另一端通过夹紧装置与机架连接。

所述支撑套外壁加工有凹台，通过固定件压住凹台，将支撑套固定在机架上。

所述固定件为螺母，螺母的下端面压在凹台的底面上。

还包括固定基座，固定基座固定在机架上；所述螺母将支撑套固定在固定基座上。