■德州普利森機(jī)床有限公司 （山東 253500） 魯緒閣 任傳文 賈 強 李革志

拉鏜法在深孔加工中的應(yīng)用

■德州普利森機(jī)床有限公司 （山東 253500） 魯緒閣 任傳文 賈 強 李革志

摘要：本文結(jié)合實際生產(chǎn)案例，對拉鏜法的應(yīng)用進(jìn)行了論述與歸納，用結(jié)構(gòu)圖的形式表述了相應(yīng)的實施方案，對深孔工件的加工具有一定指導(dǎo)意義。

所謂深孔，一般是指孔深與孔徑之比>5，甚至到100或100以上的孔。深孔鏜削是獲得具有一定精度的深孔最常用的加工方法，通常情況下，深孔鏜削的鏜孔精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm。常規(guī)的推鏜法是目前應(yīng)用最為廣泛的深孔鏜削方式，但由于推鏜結(jié)構(gòu)中，鏜桿始終處于軸向受壓狀態(tài)，特別是對于加工深徑比較大的孔，鏜桿會不可避免的出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致鏜頭導(dǎo)向部分磨損不均勻，從而出現(xiàn)加工孔軸線較大的偏斜及直線度誤差，大量實際加工數(shù)據(jù)表明，即便嚴(yán)格保證刀具精度、刀具切入口精度，也無法將推鏜法加工的軸線偏斜量穩(wěn)定的控制在0.15mm（每米深度）以內(nèi)。

基于以上情況，特別是各種有精度要求的深孔工件的出現(xiàn)，使得拉鏜法的應(yīng)用日漸廣泛。拉鏜法在鏜削過程中，鏜桿始終受拉，鏜頭沿著鏜桿前進(jìn)的直線方向做進(jìn)給運動，通過各種輔具及工藝方法的保證，拉鏜法加工孔的軸線偏斜可控制在0.05mm（每米深度）以內(nèi)，主要用于加工大深徑比的管件、有較高精度要求的深孔工件等。

1. 拉鏜法的應(yīng)用

（1）用于實現(xiàn)大的深徑比。如圖1所示，為一種拉鏜加工大深徑比工件的機(jī)床結(jié)構(gòu)圖。工件（通常為熱拔、冷拔或離心鑄造管料）裝夾前首先進(jìn)行預(yù)加工，將若干中心架定位面、前端15°錐面及卡環(huán)槽，以一定的同軸度要求加工出，其中15°錐面按卡盤體端部的內(nèi)錐面來配，保證可以用圖示的半圓卡環(huán)+壓盤結(jié)構(gòu)壓緊，定位工件、密封并傳遞切削轉(zhuǎn)矩。該結(jié)構(gòu)采用床頭主軸進(jìn)油的方式，切削液攜帶切屑，經(jīng)由鏜桿與毛坯內(nèi)孔的間隙，向工件的尾端排出，選擇鏜桿時需保證排屑空間，通常應(yīng)保證鏜桿與毛坯內(nèi)孔間隙s≥2ap（吃刀深度），同時加工時適當(dāng)提高進(jìn)給量，保證切屑為卷狀短碎屑。

該結(jié)構(gòu)中，工件在切削過程中受拉力，彎曲變形的影響非常小，可以滿足細(xì)長、薄壁工件的加工，同時由于出口端設(shè)置了鏜桿導(dǎo)向，鏜削的后半程中，加工孔形成的軸線有向機(jī)床軸線靠攏的趨勢，因此可實現(xiàn)很大的加工深徑比。用此結(jié)構(gòu)可加工石油化工用裂解管，加工內(nèi)孔φ100mm，在保證最終壁厚差要求的前提下，單節(jié)可實現(xiàn)的加工深度在8m以上。

圖1　加工大深徑比工件結(jié)構(gòu)圖

（2）用于保證加工孔軸線的位置精度要求。工件固定狀態(tài)下實現(xiàn)加工孔的位置精度。如圖2所示，圖中工件為一石油機(jī)械用壓裂泵的泵體，泵體上有相應(yīng)的深孔，該孔的兩端對相應(yīng)基準(zhǔn)均有位置度的要求，若采用常規(guī)BTA（內(nèi)排屑）鉆削—推鏜的加工方式，孔的出口位置精度很難保證，若采用先加工孔，以孔為基準(zhǔn)加工相應(yīng)面的方式，會造成加工工藝過于復(fù)雜。現(xiàn)以拉鏜法解決此類問題。

圖2結(jié)構(gòu)中所用拉鏜頭為內(nèi)排屑拉鏜頭，采用授油器供油、通過鏜桿內(nèi)部向后排屑的加工方式，相對于圖1中的外排屑拉鏜頭，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但該結(jié)構(gòu)所配鏜桿的規(guī)格要大于外排屑方式，剛性強，并且可以直接與BTA鉆頭聯(lián)接。對于圖2所示工件的加工，首先在授油器頭部安裝鉆頭導(dǎo)向套，授油器與床頭座兩端頂緊工件后，以BTA法鉆通加工孔，將授油器頭部更換為圖2所示的導(dǎo)向組件7，同時更換拉鏜刀具及導(dǎo)向套，對已加工孔（已產(chǎn)生偏斜）進(jìn)行反向拉鏜加工，根據(jù)孔的要求可以分為粗鏜、精鏜及滾壓（拉滾）等工序依次完成，由于結(jié)構(gòu)中鏜桿的剛性好，加之拉鏜頭的自導(dǎo)向性好，可實現(xiàn)很高的加工孔軸線的位置精度。該結(jié)構(gòu)同時可用來加工多平行孔、有孔距要求的平行相交孔等。

工件旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下實現(xiàn)各加工孔的同軸度要求。如圖3所示的多臺階孔工件，為保證各公差要求，常規(guī)加工工藝中，采用的方法是先加工φmm孔，以此孔為基準(zhǔn)車工件外圓（保證最終測量壁厚一致），將基準(zhǔn)A轉(zhuǎn)移至工件外表面，通過外圓夾持工件再加工其他孔，其他孔的加工還需要以φmm孔為導(dǎo)向，首先加工引導(dǎo)孔，以保證各處的同軸要求，工件加工的難度隨著臺階數(shù)的增加急劇增大。

加工圖3所示工件簡要工藝路線如下：①將坯料外圓（需留量）一并車出兩端錐角、中心架定位面，同時車齊兩端面，保證兩端面對工件軸線的垂直度≤0.03mm。②用BTA深孔鉆鉆通長孔φ39mm。③拉鏜孔，分為粗、半精及精3道工序完成，最終加工成φmm孔。④按相應(yīng)深度拉鏜加工φm m及φ54mm孔。⑤最終加工外圓。

現(xiàn)采用如圖4所示的拉鏜結(jié)構(gòu)，采用工件、刀具雙向回轉(zhuǎn)的加工方式，同時采用加長內(nèi)排屑拉鏜頭結(jié)構(gòu)，拉鏜出口端設(shè)置鏜桿導(dǎo)向，加工孔軸線的偏斜可穩(wěn)定的控制在0.05mm（每米深度）以內(nèi)。工件兩端由錐面（內(nèi)頂尖）定位，整個加工過程均以兩錐面所定位的工件軸線（機(jī)床中心線）為基準(zhǔn)，各臺階孔位置精度不會產(chǎn)生相互影響。

以拉鏜法加工多臺階孔，在深徑比<50的情況下，臺階數(shù)的增加對工件加工難度的影響較小，相對于常規(guī)的推鏜加工，其工藝路線簡單、加工效率高。

圖2　工件固定狀態(tài)下拉鏜加工結(jié)構(gòu)圖

圖3　多臺階深孔工件圖

圖4　工件旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下拉鏜加工結(jié)構(gòu)圖

2. 結(jié)語

實踐證明，拉鏜法是一種穩(wěn)定性好、加工精度高的深孔加工工藝方法，應(yīng)用于加工深徑比大、加工孔軸線精度要求高的深孔工件。上述各結(jié)構(gòu)圖基本涵蓋了拉鏜法的應(yīng)用方式，可應(yīng)用于具體深孔工件的加工中，保證最終的加工精度要求。

收稿日期：（20141023）