大型高速离心机臂架深腔槽加工工艺研究

张映宁 杨 萧 李春伟 钱红梅

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618013)

大型高速土工离心机是一种用于岩土工程物理模拟的试验装备，采用转臂式结构，其中转臂中的臂架是离心机最重要、最关键的零件之一。大型高速土工离心机的臂架采用超高强度合金钢整体锻造，经过机械加工而成，其外形尺寸大、质量重，尺寸和形位公差精度高，平衡品质级别要求很高。臂架上设计有许多精度要求很高的深腔槽，如何高效率、高质量的完成臂架的深腔槽加工，具有较高难度。

深腔槽的加工一直是机械加工中的一个难题。主要是由于深腔槽的形状限制了铣刀直径的大小，槽的深度限制了刀杆的长度，造成刀具长径比过大，刀具系统刚性变差，铣削加工中会产生较大的振动，加工质量难以保证。特别是在转角处振动更加强烈，容易造成啃刀、打刀现象。对于超高强度合金钢臂架的深腔槽，要精确控制尺寸、形位公差和粗糙度更为困难。目前，提升深腔槽加工质量和效率的方法比较多，如采用减振刀杆、插铣、优化切削参数等。根据产品结构特点、机床性能以及经济性等不同条件，深入研究深腔槽的加工方法，制定合理的加工工艺具有重要的意义。

1 臂架结构

以某型号大型高速土工离心机为例，该离心机臂架材料为30Cr2Ni4MoV，抗拉强度1100 MPa、屈服强度900 MPa、冲击功≥35 J，轮廓尺寸6800 mm×1950 mm×650 mm(长×宽×高)，净重达30 t。其设计最高工作转速633.4 rmin，平衡品质级别G16，要求质心位置和几何对称中心偏差小于0.24 mm。……