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        相交深孔與相貫深孔的加工方法

        2015-02-18 09:14:07陜西柴油機重工有限公司咸陽713105虎臣趙亞君
        金屬加工(冷加工) 2015年6期
        關鍵詞:深孔孔深孔徑

        ■陜西柴油機重工有限公司 (咸陽 713105)虎臣 趙亞君 李 博

        相交深孔與相貫深孔的加工方法

        ■陜西柴油機重工有限公司 (咸陽 713105)虎臣 趙亞君 李 博

        摘要:本文主要論述相交孔及相貫孔的加工,如何確保其精度,如何確定其加工順序、交叉孔的加工等,采用這些方法可提高效率、減少刀具消耗。

        1. 問題的產(chǎn)生

        傳統(tǒng)的深孔加工其孔深與孔徑之比>5,需要鉆、鏜、擴及鉸等多道工序才能加工出具有較高精度和較好表面質量的長孔,目前所謂的深孔都超過8D(即孔深與孔徑D之比>8)。

        對于從事機械加工的工程技術人員,箱、殼體類的生產(chǎn)過程簡單講就是“銑面鉆孔的過程”,銑面往往是為了鉆孔??椎募庸ふ紦?jù)著重要地位,除了關鍵孔的加工,還有許多輔助孔的加工,如潤滑油孔、切削液孔等,雖然是輔助孔,但其加工質量決定零件的加工質量。如何加工如圖1所示的相交孔及相貫孔,如何確保其精度,如何確定交叉孔的加工順序等,都是生產(chǎn)中必須面對的問題。

        目前該類深孔加工的刀具有以下幾種:其一是采用麻花鉆,分級加工,即幾種直徑一致長度不同的鉆頭,加工一個深孔;其二是采用槍鉆,先加工預鉆引導孔,擴孔、鉸孔等,再利用槍鉆進行加工。如何保證孔的鉆尖偏移量最少,甚至不發(fā)生偏移,是工藝人員分析確定工藝方案的難點。

        圖1

        2. 問題分析

        相交孔、相貫孔加工一般必須注意兩點:其一是孔的加工順序及工藝方案;其二是加工刀具及切削參數(shù)的選擇。

        (1)對于相交孔來說,其加工順序決定被加工孔質量、孔的位置精度及加工時排屑是否順暢;除此之外,還影響鉆頭能否快速進給、是否存在折斷鉆頭的風險及交叉孔的直徑差。φ8mm 與φ30mm孔的加工如圖2所示。

        (2)加工刀具的選擇及相應刀具切削參數(shù)的選擇,是加工相交深孔及相貫孔的關鍵,必須考慮以下幾個方面的因素:①被加工孔的直徑、深度及質量(公差、表面粗糙度及直線度)3個最基本的參數(shù),本文所涉及的深孔基本是10倍D以上,孔的表面粗糙度值為Ra=12.5μm,尺寸精度為IT11左右。②被加工零件的材料是否具有良好的斷屑效果,組織是否均勻,孔深是否連續(xù),零件能否固定穩(wěn)妥。③機床的功率能否滿足深孔加工的轉矩要求,主軸內冷的壓力及流量是否能夠滿足深孔加工的排屑要求。④孔

        深在10D(被加工孔徑)以上、孔徑D≥20mm的,可選用可轉位U鉆或槍鉆,而U鉆最大加工深度不能超過14D,超過14D部分可采用槍鉆,但直徑上限為45mm;孔徑D≤20mm的,可根據(jù)性價比綜合考慮,選用槍鉆。

        圖2

        3. 解決問題的方法

        交叉孔、相貫孔的深孔加工順序是工藝安排的首要任務,合理的安排能夠達到事半功倍的效果,其遵循如下原則。

        (1)連接深孔先于被連接通孔的加工,被連接通孔中直徑大于連接深孔的,必須放在連接深孔后面加工。如圖1a所示,連接深孔φ14mm、被連接孔2個φ10mm和φ20mm,應先加工深孔φ14mm,再換工位加工2個φ10mm和φ20mm。如果φ20mm先于φ14mm加工,就會導致在加工φ14mm深孔時,鉆頭排屑不暢,在相交處易發(fā)生夾屑或鉆尖偏移。

        (2)被加工深孔與大圓孔相交,如圖1b所示,加工φ10mm孔深300mm,由于深孔相對于大圓孔是偏心的,若采用直接鉆孔,不能鉆通,鉆頭的鉆尖過大,孔就會偏移;采用定心鉆套工裝如圖3所示,工裝不僅制作麻煩,還要求被加工大圓孔在鉆φ10mm深孔之前,具有一定的配合精度,而且鉆孔時在鉆模與大孔間隙處容易夾屑,尤其是被加工材料為鋼件時,鉆孔質量下降,鉆頭易崩刃,嚴重時鉆頭折斷,損壞零件毛坯。經(jīng)過分析、計算,采用改變毛坯形狀確??椎募庸べ|量,簡化深孔加工,其形狀如圖4所示,特別注意凸臺的橫向壁厚一般≥10mm,下凸臺平面鑄造面壁厚≤2mm,在鉆通上臺面孔后,采用定心鉆加工下臺面,再用麻花鉆鉆通;或不換鉆頭,當鉆尖到達下凸臺面后,應降低轉速與進給量(特別推薦轉速100~150r/min、進給量0.05~0.08mm/r),待鉆尖在下臺面鉆深達5mm后,再恢復正常的加工速度。

        此類孔如果定位精度在0.5mm以內,可采用以下加工流程:硬質合金短鉆頭鉆通上半部分→端面銑刀刀檢下凸臺面→定心鉆鉆中心孔→換長麻花鉆鉆通,這樣可有效防止鉆頭偏移。

        (3)相交孔如果是大小孔交叉,一般遵循以下原則:先小后大(見圖1a及圖4深孔加工),先長后短(見圖1a),先主后次,先斜孔后直孔。

        如圖2所示,帶有30°斜角φ8mm深孔的加工順序:加工側邊φ8mm直孔→加工30°斜角φ8mm深孔→加工側面φ30mm孔。

        圖3

        圖4

        4. 結語

        綜上所述,加工相交孔或相貫孔是加工中經(jīng)常遇到的問題,采用小小的創(chuàng)新,在加工時合理安排加工順序,不僅能夠降低深孔的加工難度,還能提高孔的加工質量。以上幾種方法是我們在實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗總結,希望與大家共同分享,共同探討。

        收稿日期:(20141225)

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