軸向車銑大口徑厚壁管內(nèi)孔刀具系統(tǒng)的研究.pdf

1、大口徑厚壁無縫管（以下簡稱：大口徑管）是指對外徑大于300mm、外徑與壁厚之比小于20的大口徑厚壁無縫鋼管，主要用于超臨界、超超臨界火電站主管道的高壓鍋爐管、生產(chǎn)離心鑄鐵管的鑄管模和大型液壓缸體等的制造。大口徑管主要采用熱軋、鍛造或擠壓工藝制造，其成品均存在10％左右的壁厚差，給后續(xù)機(jī)械加工帶來較大困難。目前，一般采用車外圓、鏜內(nèi)孔的傳統(tǒng)加工工藝方法來加工大口徑管，這種加工方法加工效率低、成本高。
　　車銑是一種嶄新的加工方法，它

2、是利用銑刀旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)的合成運動來實現(xiàn)對工件的切削加工，分為軸向車銑和正交車銑。軸向車銑適于內(nèi)表面的加工，正交車銑適合外表面的加工，采用車銑技術(shù)加工大口徑厚壁管，可實現(xiàn)一次裝卡完成內(nèi)外表面的加工，使工件在形狀精度、位置精度、表面粗糙度及殘余應(yīng)力等多方面達(dá)到使用要求的一種先進(jìn)切削加工方法。
　　針對目前國內(nèi)絕大多數(shù)銑刀都不完全適合車銑加工的要求的境況，本文結(jié)合大口徑管的加工特性和車銑加工的相關(guān)技術(shù)展開了對車銑加工專用銑刀的研究設(shè)計

3、，希望能設(shè)計出很好適合車銑大口徑內(nèi)孔的專用銑刀。主要研究內(nèi)容為：
　　首先，對大口厚壁管徑管內(nèi)孔的工藝特性及加工特性進(jìn)行分析。本課題是關(guān)于加工前內(nèi)孔直徑為780mm，加工后為800mm，長為8m的大口徑管的加工，并進(jìn)行其在車銑加工過程中的切削力，切削功率，切削時間等進(jìn)行相關(guān)計算。
　　其次，根據(jù)以上所得的條件和要求對車銑加工時的銑刀進(jìn)行設(shè)計，確定銑刀的直徑、寬度、角度等參數(shù)，并確定是整體式還是鑲齒式銑刀，確定緊固形式，對刀片

4、的材料進(jìn)行選擇，確定具體參數(shù)等。然后，基于UG對刀盤，刀體，刀片進(jìn)行三維設(shè)計，進(jìn)行裝配。最后基于 Ansys Workbench對刀片和刀體進(jìn)行有限元分析，校核其應(yīng)力和變形。
　　在進(jìn)行這種大型構(gòu)件的深孔加工時，隨著刀桿的伸長，在切削力和刀桿重力的作用下，刀具會發(fā)生較大的變形，很大程度上影響加工精度，甚至?xí)a(chǎn)生幅度較大的高頻振動，嚴(yán)重影響加工精度和表面質(zhì)量，還會出現(xiàn)崩刃和打刀的現(xiàn)象。為了消除這些影響，基于UG三維建模，設(shè)計了一種輔