洪文儀

（廣東茂名市交通高級(jí)技工學(xué)校，廣東 茂名525000）

1 引 言

我校與茂名石油煉化公司進(jìn)行校企合作，接到生產(chǎn)任務(wù)：加工裂解爐燒嘴。茂名石化乙烯裂解爐燒嘴材料是Cr25Ni20，為高鉻鎳耐熱合金鋼。在高鉻鎳耐熱合金材料上進(jìn)行小孔鉆削，既具有材料硬度高、易硬化等切削加工性極差的難點(diǎn)，又有微小孔加工的難點(diǎn)。為此，我們?cè)阢@頭角度、加工工藝及加工方法等方面進(jìn)行了研究，總結(jié)出對(duì)高鉻鎳合金燒嘴小孔的實(shí)際加工方法，取得了較為滿意的加工效果。

2 高鉻鎳合金的切削加工特點(diǎn)

高鉻鎳合金鋼硬度高，它的熱疲勞性、熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性好，是一種綜合性能優(yōu)良的鋼材。但在鉆孔加工中有如下特點(diǎn)：（1）加工直徑1.5～3mm 小孔，工藝性差。（2）切削溫度高，有時(shí)可達(dá)1000℃；（3）這種鋼材硬度為50～60HRC，難切削，和切削碳鋼相比，切削力至少大一倍；（4）難以保證尺寸精度及表面粗糙度；（5）加工時(shí)不易散熱，已加工表面的硬度比材料本體增高較多，加工硬化現(xiàn)象明顯；（6）刀具極易磨損，刀具耐用度較差。

從上述切削加工特性分析可以看出，要完成高鉻鎳合金材料的小孔鉆削，一定要在鉆頭及加工工藝上進(jìn)行改進(jìn)以滿足加工要求。

3 零件結(jié)構(gòu)和加工難點(diǎn)

零件圖如圖1 所示。

加工難點(diǎn)：（1）燒嘴球頭面上小孔的角度、位置和直徑要求較高，否則會(huì)達(dá)不到使用時(shí)的燃燒效果。因?yàn)椴牧螩r25Ni20 是高硬度耐熱合金鋼，硬度達(dá)45HRC 以上，加工時(shí)呈崩碎切屑，對(duì)鉆頭的磨損較大，因此，加工難度比較大。（2）在球頭面上加工孔徑?。é?.6、φ1.8、φ2、φ2.6、φ3）且每孔角度不同，很容易因操作不當(dāng)造成斷鉆頭、角度偏差過(guò)大等，加工時(shí)對(duì)工件安裝和操作技能提出了極高的要求。

4 解決辦法

4.1 加工方案

圖1 裂解爐燒嘴

針對(duì)零件的加工要求，我們考慮兩種加工方案。方案1為：使用搖臂鉆床配合分度頭進(jìn)行加工；方案2 為：使用銑床配合分度頭進(jìn)行加工。

搖臂鉆床是孔加工的常用設(shè)備，鉆孔時(shí)定位迅速，生產(chǎn)效率高，但定位精度較差，鉆孔精度和切削穩(wěn)定性都難以保證加工質(zhì)量，本方案要使用兩個(gè)分度頭配合加工，夾具安裝調(diào)整相對(duì)復(fù)雜。經(jīng)過(guò)在鉆床上試驗(yàn)加工，效果很不理想。

萬(wàn)能銑床的定位精度較高，加工穩(wěn)定性好，而且本廠波蘭產(chǎn)的FND32 萬(wàn)能銑床的操作輕巧方便，主軸旋轉(zhuǎn)角度±60°，配合分度頭，能滿足工件的加工要求。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，加工出滿意的產(chǎn)品。

4.2 加工要點(diǎn)

小孔加工的關(guān)鍵在于防止鉆頭折斷和控制好孔徑尺寸。鉆頭折斷的主要原因是鉆偏、鉆頭太鈍，切削力過(guò)大等；孔徑尺寸控制的關(guān)鍵在于鉆頭的形狀，直徑較小的鉆頭的修磨相當(dāng)重要。在加工中我們總結(jié)出以下加工要點(diǎn)；（1）鉆頭頂角刃磨成125°±2°，鉆心刃磨成尖形。兩刀刃的對(duì)稱度要好，這樣才能防止鉆偏和保證孔徑不超差。（2）鉆頭要保持鋒利。要勤磨鉆頭，勤換鉆頭，使用專用砂輪機(jī)，保證砂輪機(jī)穩(wěn)定性。由于鉆頭小，材料硬，鉆頭前端容易磨損，形成錐形。刃磨時(shí)，鉆頭前端磨去1～2mm，消除鉆頭磨損而形成的錐度，確保鉆頭刃磨質(zhì)量。（3）使用的鉆夾的回轉(zhuǎn)精度要達(dá)到0.02，夾持的鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)的圓跳動(dòng)不大于0.05mm。（4）采取手動(dòng)方式加工，緩慢進(jìn)給，這樣比較容易掌握進(jìn)給阻力和感覺(jué)。當(dāng)切屑成細(xì)線條時(shí)說(shuō)明可繼續(xù)加工，當(dāng)鐵屑成小?；蜃枇Υ髸r(shí)必須更換鉆頭。（5）鉆小孔時(shí)，采用φ2 中心鉆先在球頭面上鉆定位小孔，保持銑床主軸軸線與工件的相對(duì)位置不變，換上小鉆頭加工小孔，這樣能更好地避免因小鉆頭剛性差容易鉆偏而折斷鉆頭。（6）使用充分的切削液。鉆削高鉻鎳合金，由于材料的導(dǎo)熱性差、高溫強(qiáng)度大、切屑易粘刀、刀具磨損快，選用切削液要以降低溫度、清洗切屑為主。將85%的煤油加15%的LAN46 全損耗系統(tǒng)用油，這樣配成的冷卻液效果較好，可保證鉆頭不因過(guò)熱而損壞。

5 加工過(guò)程和加工效果

（1）安裝分度盤：對(duì)于小孔軸線與φ44 軸線夾角小于45°的小孔，把一個(gè)盤式分度頭安裝在銑床工作臺(tái)，在盤式分度頭上找正中心安裝卡盤，把工件夾緊在卡盤上，安裝示意圖如圖2。對(duì)于夾角大于45°的小孔，把一個(gè)盤式分度頭安裝在銑床工作臺(tái)，再在盤式分度頭上找正中心安裝一個(gè)萬(wàn)能分度頭，工件安裝在分度頭的卡盤上，安裝示意圖如圖3。

圖3

（2）按圖紙要求旋轉(zhuǎn)分度頭的角度和配合旋轉(zhuǎn)銑床主軸角度。

（3）按劃線找正孔的中心。

（4）調(diào)好主軸轉(zhuǎn)速380r/min，按以上注意事項(xiàng)手動(dòng)進(jìn)給加工。

按照以上工藝方法鉆孔過(guò)程中，斷屑、排屑好，鐵屑為針狀屑或“C”狀屑；鉆削過(guò)程無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，鉆頭的耐用度明顯提高。加工出來(lái)的高鉻鎳合金燒嘴小孔，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，完全滿足圖紙要求，按時(shí)優(yōu)質(zhì)完成了生產(chǎn)任務(wù)，保證了茂名乙烯的生產(chǎn)需要，得到客戶好評(píng)。實(shí)踐證明該工藝方法能最大限度地避免出現(xiàn)廢品，有效地提高生產(chǎn)效率，而且加工容易、成本低廉，是加工類似小孔的成熟方法。

6 結(jié) 語(yǔ)

我們對(duì)高鉻鎳合金燒嘴進(jìn)行小孔加工時(shí)注意工件裝夾、加工狀況，采用適當(dāng)?shù)姆椒昂侠淼牡毒呓嵌龋樌瓿闪思庸と蝿?wù)。不僅保證質(zhì)量、保證工期，同時(shí)也提高了我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

［1］ 機(jī)械工業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.銑工技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［2］ 彭海，等.超薄壁小直徑精密深孔加工技術(shù)的研究［J］.現(xiàn)代制造工程，2002（10）：86-89.

［3］ 梁炳文.機(jī)械加工工藝與竅門精選［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

［4］ 王世清.孔加工技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1992.