[發明專利]一種用于深孔加工機床的鉆桿支撐件及支撐系統

在審

• 申請號: 202010884446.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112222473A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李亮;梁華;朱奔馳
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B23B41/02
• 分類號: B23B41/02;B23B47/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明提出了一種用于深孔加工機床的鉆桿支撐件及支撐系統，鉆桿支撐件包括供鉆桿穿過的第一支撐座、支撐板和鉆桿支撐構件；支撐板背向第一支撐座的一側面上固定一對第二支撐座，其中一第二支撐座上固定一豎直設置的絲杠，另一第二支撐座上固定一豎直設置的導桿；絲杠的上端和導桿的上端均活動安裝于鉆桿支撐構件；絲杠的上端安裝一與絲杠配合的絲杠螺母；鉆桿支撐構件上的安裝孔內安裝用于支撐鉆桿的軸承。本發明通過調整鉆桿支撐件使得鉆桿支撐構件的中心軸線高于鉆桿的中心軸線，以實現其間隙量方向的變化，從而鉆桿支撐構件可以用于補償其它支撐間隙量對直線度誤差的影響。由此，本發明實現了支撐間隙量的方向調整并減少了鉆頭的直線度誤差。

技術領域

本發明屬于深孔直線度控制技術領域，尤其涉及一種用于深孔加工機床的鉆桿支撐件及支撐系統。

背景技術

目前在航空航天、武器裝備、汽車制造等國家重點發展行業中，小直徑深孔加工的需求越來越多，特別是針對鈦合金材料的深孔加工需求，例如C919大飛機中各類的艙門軸導軌孔加工。槍鉆加工是實現深孔加工的一項重要技術手段。然而，由于被加工孔的孔徑小、孔深長，槍鉆的結構又較為復雜、相對剛度弱，普遍存在被加工孔直線度誤差較大的問題。直線度是深孔加工中的一項重要技術指標。由于設備和加工工藝的特殊性，使得深孔加工過程中容易出現難以預測的直線度超差問題，能否解決深孔軸線的偏斜問題，是保證深孔加工精度的關鍵。

對于深孔槍鉆加工，由于被加工孔孔深與孔徑之比超過10，并且槍鉆結構屬于典型的細長軸類零件，所以在加工過程刀具受到切削力作用中會產生橫向彎曲和振動。為了抑制槍鉆在加工過程中的擾動，減少孔的直線度誤差，往往采用導向套和中間支撐來提升槍鉆加工的穩定性，然而由于鉆桿的剛性不足，在受到鉆削力作用下，導向套間隙和中間支撐件間隙又會對直線度產生相應的影響。同時槍鉆加工過程中，實際的加工工況、零件材料和工藝參數選擇等也會對其直線度誤差產生影響。由此可知，深孔槍鉆加工過程一直處于封閉或半封閉狀態，無法直觀監測其鉆孔的過程。同時被加工孔的直線度受到多方面因素的影響，例如：機床本身精度誤差、導向套的間隙以及中間支承件的間隙等都會引起刀桿的彎曲變形。槍鉆又屬于典型細長桿類零件，鉆桿在加工過程中受力會發生彎曲變形，從而導致被加工孔直線度誤差難以避免。鉆桿的彎曲變形量隨著鉆孔深度的增加而不斷的增大，導致鉆頭的鉆進方向越來越偏離工件的理論中心軸線，嚴重時槍鉆的鉆頭會從零件的側壁鉆出，造成加工事故。

然而，國內外研究對于深孔槍鉆加工直線度的研究較少，主要集中在BTA和麻花鉆，對于深孔槍鉆加工直線度研究較少，且現有技術中的研究及研究中存在缺陷如下：1)Frazao等人描述了一種新型的三支撐BTA工具的優點。在試驗中證實，在深孔加工中，三支撐BTA工具比傳統的BTA工具更穩定。2)Sakuma等人研究了BTA加工中被加工孔的超尺寸機理，研究了導向帶對加工孔精度的影響。3)Sakuma等人還考慮了導向襯套和中間支持間隙對直限度誤差的影響，但沒有考慮軸向推力的影響，即孔偏差完全依賴于刀具的幾何參數。4)Rao和Shunmugam分析了從BTA加工中獲得的孔的軸向和橫向剖面。5)Katsuki等人則研究了工件幾何形狀對深孔軸孔偏差的影響。Katsuki等人研究了麻花鉆單刃和多刃刀具在孔偏差中的作用。試驗數據和理論分析表明，刀具幾何不平衡切削力，造成孔偏差。Katsuki等人還研究了斜工件的正面和預鉆孔的導孔如何影響孔的偏差。隨著試驗孔直徑的增大，平行的兩個被加工孔的偏差增大。6)Deng等人研究了槍鉆加工中鉆套和中間支撐間隙導致的直線度誤差模型，但其研究只局限于單支撐的槍鉆系統，與實際加工不相吻合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于深孔加工機床的鉆桿支撐件及支撐系統，可實現支撐間隙量的方向調整并減少鉆頭的直線度誤差。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于深孔加工機床的鉆桿支撐件，包括第一支撐座，所述第一支撐座的一側依次連接一支撐板和一鉆桿支撐構件；所述第一支撐座、支撐板和鉆桿支撐構件上均設置供鉆桿穿過的安裝孔；