摘要
　　在论述深孔镗削加工过程中自激振动和螺旋沟产生的机理后, 分析了石油测井仪器筒体深孔镗削加工中导向块长度对镗刀扭转变形和稳定度的影响。开展了导向块对镗削加工振动和扭矩影响的试验研究。研究结果表明 , 在一定范围内增加导向块的长度 , 对减小振动有积极作用;但随着导向块长度的增加 , 力和扭矩增大 , 刀具扭转变形增大 , 导致扭转振动加剧 , 因此导向块长度也不宜过长 , 加工材料为 0Cr17Ni4Cu4Nb、直径为 38 mm的深孔时 , 合理的导向块长度为2015 mm左右。
　　关键词
　　石油测井仪器 　 深孔镗削 　 螺旋沟 　 试验研究
　　引 言
　　深孔加工技术广泛地应用于机械加工领域 , 并且要求越来越高 , 特别是对加工精度的要求也愈来愈严格。石油测井仪器筒体受到井下工况 (高压、腐蚀和井眼直径 ) 的限制 , 往往选用高强度、抗腐蚀和抗磁性的难加工材料 , 被加工孔长径比较大 , 加工十分困难。石油测井仪器筒体深孔镗削是提高深孔加工精度的一种方法 , 它能校正已有孔上的缺陷 , 如圆度误差、直线度误差 , 从而获得良好的几何精度和表面粗糙度。但是 , 镗削振动是普通镗削存在的主要问题 , 并随着被加工孔长径比增大而愈加突出。深孔镗削除了普通镗削存在的振动问题外 , 由于被加工孔长径比较大 , 容易在被加工孔表面形成螺旋沟 , 严重影响孔的加工精度 , 并对刀具的耐用度产生直接的影响。因此 , 笔者以石油测井仪器筒体深孔镗削过程为主要研究对象 , 以减小镗削振动和抑制螺旋沟的产生为主要目的 , 对深孔镗削加工过程中导向块长度对振动及稳定度的影响进行了研究 , 并通过试验研究分析了深孔镗削刀具导向快的合理几何参数 , 为石油机械产品的深孔镗削提供参考依据。
　　深孔镗削过程中的自激振动
　　深孔镗削过程中即使没有周期性外力的作用,刀具与工件之间也可能产生强烈的相对振动。振动时,动态切削力伴随着产生,并在工件的加工表面上残留下明显的振纹 , 这种现象属于自激振动。现假设瞬时切削力与瞬时切除面积成正比 , 即与瞬时背吃刀量成正比 , 在进给速度一定的情况下, 来分析深孔镗削过程中的自激振动产生的原因。深孔镗削一般采用导向孔或导向套导向, 在理想情况下, 如图 1b所示 , 镗刀的加工轴线和工件的回转86cut.com轴线在一条直线上 , 刀具切削时的背吃刀量ap为恒值 , 切削力不会发生变化 , 此时不会产生自激振动。但是 , 在实际加工中, 导向孔或导向套与深孔镗刀之间总是有一定的间隙δ, 如图 1a所示。所以 , 当深孔镗刀切入时 , 切削力将镗刀压向一边 , 使得镗刀的中心线和工件的回转轴线不在一条直线上 , 如图 1c所示 , 此时背吃刀量 ap周期性变化,使切削力发生周期性的变化 ,产生自激振动。随着镗削的深入 , 已加工孔轴线偏移加大 , 振动加剧 , 当振动频率接近系统频率时 , 易产生螺旋沟。此时观察切屑可以发现 , 镗削的切屑总是呈由厚变薄或由薄变厚周期性变化 , 正如图 1d中半径为 r和 r′之间切下的区域。