濟(jì)南輕騎發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 (山東 250101) 段洪珍 龐守美 樊國榮
槍鉆在加工中心上的使用經(jīng)驗(yàn)
濟(jì)南輕騎發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 (山東 250101) 段洪珍 龐守美 樊國榮
我公司給美國某公司加工的舷外機(jī)缸頭項(xiàng)目中,有一加工尺寸為φ7mm×472mm的孔,長(zhǎng)徑比約為70∶1,而一般鉆頭的長(zhǎng)徑比最多為5∶1,個(gè)別鉆頭長(zhǎng)徑比能達(dá)到7∶1。由于長(zhǎng)徑比太大,工藝必須研究如何解決滿足圖樣質(zhì)量要求和提高生產(chǎn)效率問題。按常規(guī)工藝應(yīng)選擇深孔鉆轉(zhuǎn)機(jī)加工,但公司希望在現(xiàn)有加工中心上實(shí)現(xiàn)該深孔加工,這就需要研究如何從刀具入手解決該深孔加工難題。
(1)直線度難以保證:由于長(zhǎng)徑比太大,若用硬質(zhì)合金鉆頭,抗彎強(qiáng)度只有高速鋼的1/3~1/2左右,沖擊值更低,加工過程中容易折斷,只能選用高速鋼鉆頭,而高速鋼鉆頭由于剛性問題,直線度很難保證。
(2)加工效率低:采用普通加長(zhǎng)鉆頭,為了保證鉆頭的冷卻和排屑,加工方式是啄鉆,這樣無論是表面粗糙度、直線度,還是加工效率都很難保證;若采用內(nèi)冷加長(zhǎng)鉆頭,雖鉆頭冷卻問題解決了,但受鉆頭本身剛性影響,直線度很難保證,加工效率很難提高。
由于目前內(nèi)孔加工所用的鉆頭是普通鉆頭、加長(zhǎng)鉆頭,無法滿足圖樣要求,更無法提高生產(chǎn)效率。為了保證所加工孔的直線度、表面粗糙度及加工效率,必須尋求一種新型刀具,以保證所加工孔的產(chǎn)品質(zhì)量。
(1)經(jīng)研究及討論認(rèn)為,若保證所加工孔的產(chǎn)品質(zhì)量必須用槍鉆,但槍鉆一般應(yīng)用在槍鉆專機(jī)上,是否能用在加工中心上,對(duì)加工中心有何要求,還需進(jìn)一步研究。
(2)經(jīng)過調(diào)研、查找樣本并與多個(gè)生產(chǎn)槍鉆的公司進(jìn)行技術(shù)交流,選出了幾個(gè)對(duì)槍鉆制造有多年研究的廠家,又經(jīng)過多次篩選、對(duì)比,最終選擇德國某公司生產(chǎn)的槍鉆進(jìn)行加工驗(yàn)證。
由于長(zhǎng)徑比過大,槍鉆柔性較大,而且刃部硬質(zhì)合金材料導(dǎo)致“頭重腳輕”,一旦達(dá)到一定轉(zhuǎn)速槍鉆容易折斷,因此必須合理安排工藝順序:
(1)引導(dǎo)孔加工:鉆頭選擇頂角140°的普通鉆頭,以保證引導(dǎo)孔頂角比槍鉆頂角大。引導(dǎo)孔加工要求深度20mm,加工引導(dǎo)孔的鉆頭直徑比槍鉆大0.01~0.02mm。
(2)切削參數(shù)選擇:槍鉆以n=100r/min,vf=200mm/min低轉(zhuǎn)速,快進(jìn)給地進(jìn)入引導(dǎo)孔,一般也可以取n=200r/min,vf=500mm/min,進(jìn)入引導(dǎo)孔后打開切削液并提高切削速度,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次試加工驗(yàn)證,比較適宜的切削參數(shù)是n=3500r/min,vf=280mm/min,一次性加工至預(yù)定深度,可不退刀。
(3)鉆到指定深度后,降低至進(jìn)入引導(dǎo)孔時(shí)的轉(zhuǎn)速并退刀。
(1)槍鉆進(jìn)入引導(dǎo)孔前必須低速運(yùn)轉(zhuǎn)。因所用槍鉆是焊接硬質(zhì)合金頭形式,在槍鉆進(jìn)入引導(dǎo)孔前,若全速運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)導(dǎo)致槍鉆折斷。
(2)在冷卻壓力和流量不足時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低切削參數(shù),以防止由于切削液不足,造成擠屑或冷卻不好,影響加工質(zhì)量,甚至槍鉆折斷。
(3)加工通孔出口為斜面或有交叉孔時(shí),鉆通前或相貫前1 mm時(shí),降低進(jìn)給率至原來的40%。
(4)槍鉆切削工件時(shí)一定要打開切削液,避免因無切削液而使槍鉆排屑不暢或切削溫度升高過快,導(dǎo)致槍鉆擠塞,甚至折斷。
(1)加工精度和效率高。因槍鉆是一次性加工至預(yù)定深度,避免了因啄鉆而引起的表面粗糙度差,保證了所加工孔的表面粗糙度、直線度,且提高了生產(chǎn)效率。
(2)加工成本低。傳統(tǒng)加工深孔首先考慮的是深孔鉆機(jī)床,實(shí)際使用的也是深孔鉆機(jī)床,不但需要投資一臺(tái)深孔鉆專機(jī),而且需增加操作人員。使用加工中心+槍鉆工藝,不但減少了資金投入且減少了操作人員數(shù)量,加工成本明顯降低。
通過對(duì)美國某公司缸頭上的深孔加工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們得出結(jié)論:無論深孔加工的長(zhǎng)徑比有多大,只要選擇合適的刀具、合理的加工步驟、適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)以及足夠的冷卻壓力,就完全可以在加工中心上完成加工。另外,槍鉆在使用中,應(yīng)定期進(jìn)行槍鉆刃磨,提高刀具重復(fù)使用次數(shù),節(jié)約采購成本,同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前這一技術(shù)已成功地在公司生產(chǎn)中應(yīng)用,不但提高了加工質(zhì)量和效率,而且大大降低了廢品率,取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。
20130116)