于慧敏

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

大直徑的接長鉆頭的加工方法(φ70以上)，在其材料結(jié)構(gòu)的選用上一般有整體和對(duì)焊兩種方式。采用整體結(jié)構(gòu)加工的刀具其材料成本巨大，工具制造成本增加、采用對(duì)焊結(jié)構(gòu)加工刀具時(shí)受設(shè)備加工能力的限制，往往不能滿足加工要求。

現(xiàn)在專業(yè)工具制造廠家為了節(jié)約刀具材料費(fèi)用，一般采用可換刀頭的結(jié)構(gòu)。但此結(jié)構(gòu)由于加工定位精度要求高，需用專業(yè)的數(shù)控機(jī)床加工，只適合于批量生產(chǎn)。對(duì)于單件小批量生產(chǎn)的刀具則不適合采取這種結(jié)構(gòu)。我們一般采用對(duì)焊結(jié)構(gòu)來解決這一問題。

1 焊接結(jié)構(gòu)大直徑接長鉆頭加工過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

在加工大直徑的焊接結(jié)構(gòu)接長鉆頭時(shí)，由于刀具刃部及柄部采用不同材料(一般刃部采用高速鋼W6Mo5Cr4V2，柄部采用45號(hào)鋼)，對(duì)焊加工時(shí)加熱熔點(diǎn)不同。采用傳統(tǒng)方法焊接時(shí)，先將刃部加熱，達(dá)到指定溫度后再加熱柄部。但由于感應(yīng)圈的加熱面積小，加熱時(shí)間較長，當(dāng)柄部達(dá)到指定溫度時(shí)，刃部受外界溫度的影響已經(jīng)冷卻，使對(duì)焊處的溫度不一致，會(huì)產(chǎn)生結(jié)合處融合不好，而對(duì)接處由于間隙小(0.2 mm)，只依靠環(huán)形槽容納焊料(傳統(tǒng)對(duì)焊結(jié)構(gòu)見圖1)，加熱時(shí)受熱脹冷縮的影響空氣及焊料不能及時(shí)排出，產(chǎn)生對(duì)焊件抱死、沒有達(dá)到對(duì)焊深度、焊接不牢固等缺陷。在加工產(chǎn)品工件時(shí)由于扭矩大，容易使鉆頭在焊接處斷裂，鉆頭刃部留在產(chǎn)品內(nèi)部拿不出來，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

圖1 傳統(tǒng)對(duì)焊結(jié)構(gòu)

針對(duì)以上問題，經(jīng)過設(shè)計(jì)人員、工藝人員以及操作者的共同分析研究，首先在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)。在對(duì)焊處柄部加工出對(duì)稱的4個(gè)軸向排氣槽，其作用是使焊接時(shí)對(duì)焊處刃、柄間的空氣及多余的焊料能夠及時(shí)排出，使對(duì)焊處刃、柄間的接觸面積增大(對(duì)焊處帶有排氣槽結(jié)構(gòu)見圖2)。

圖2 對(duì)焊處帶有排氣槽結(jié)構(gòu)

同時(shí)對(duì)高頻對(duì)焊機(jī)進(jìn)行改造。

首先根據(jù)高頻對(duì)焊機(jī)的額定出功率，在不影響機(jī)床性能的前提下將加熱感應(yīng)圈由單波環(huán)形感應(yīng)圈(見圖3)改為多波環(huán)形感應(yīng)圈(見圖4)，使工件加熱部位面積增大，對(duì)焊時(shí)工件內(nèi)外溫度一致，防止了對(duì)焊時(shí)由于冷熱不均而產(chǎn)生的融合不好、抱死等現(xiàn)象。

圖3 單波環(huán)形感應(yīng)圈

圖4 多波環(huán)形感應(yīng)圈

另外，在加工工藝上進(jìn)行改進(jìn)。采用刃部先預(yù)熱，然后刃、柄再同時(shí)加熱，使焊料與工件能充分融合，并且多余的焊料及空氣能及時(shí)從排氣槽排出，使刃柄徹底融合以達(dá)到對(duì)焊深度，加強(qiáng)了焊接強(qiáng)度。

2 加工成本的比較

接長鉆頭一般用于加工深孔。鉆頭的整體長度較長600 mm以上，而加工工件時(shí)，刃部的可使用部分較短，刃部與柄部的比例多為1∶5，甚至更多。

選用對(duì)焊結(jié)構(gòu)加工鉆頭時(shí)，刃部材料一般采用高速鋼 W6Mo5Cr4V2，柄部材料為45號(hào)鋼。W6Mo5Cr4V2的材料成本為57元/kg，45號(hào)鋼的材料成本為4元/kg。因此加工一支接長的鉆頭若整體采用高速鋼W6Mo5Cr4V2材料，其材料的成本就很大。對(duì)于大直徑的接長鉆頭來講，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)若采用整體高速鋼結(jié)構(gòu)加工，其材料成本是對(duì)焊結(jié)構(gòu)成本的14倍以上。鉆頭越長，成本相差越多。

3 結(jié)語

經(jīng)過多次生產(chǎn)及試驗(yàn)，用此方法加工的刀具不僅完全滿足了設(shè)計(jì)圖紙要求，而且在使用過程中其強(qiáng)度及韌性也達(dá)到了生產(chǎn)要求，并且降低了刀具的材料制造費(fèi)用，節(jié)約了刀具制造成本，達(dá)到了降成增效的目的。