淺談普通車床深孔切削加工

1、0淺談普通車床深孔切削加工單位 中原油田中原總機石油設備有限公司 工種 車工 等級 高級技師 姓名 劉英凱 摘要:機械制造業(yè)在整個國民經濟生產中占有十分重要的地位，而金屬切削加工在機械制造業(yè)中，是獲得產品零部件基本而又可靠的精密加工手段。在機械.電機.電子等各種現代化產業(yè)部門中都起著重要的作用。工具的設計.制造和使用自古以來就很受重視，這里我們所說的工具不僅僅指機械加工的機床。我們更關心的是直接進行切削加工的刀具及工裝。在機械零件加工中，孔的加工是一中常見的加工行式。而孔的加工中主要又分為淺孔和深孔。本文根據機床的特點，針對深孔零件的加工，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具的改進和切削

2、用量的選擇，確定加工順序和加工路線，及工藝方法的制定。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢關建詞 : 深孔加工 工藝方案 進給路線控制尺寸引言:機械加工的目的，是將毛坯加工成符合產品圖紙工藝要求的零部件。通常，毛坯需要經過若干工序才能轉化為符合產品圖紙要求的零件。一個相同結構相同要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝方法完成，但其中總有一種工藝方法在某一特定條件下是即經濟、又合理的。在現有的生產條件下，如何采用經濟有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產品圖紙工藝要求的零件，最重要的就是要編制出合理的，符合零件加工工藝要求的工藝規(guī)程。本文

3、以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結合車床加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，最終形成可以指導生產的工藝文件。在整個工藝過程的設計中，通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，通過合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數，在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成完整的工藝文件，并能用以指導實際生產。在機械零件加工中，作為一名車工經常需要車削加工各種直徑大小不同,深度不同的盲孔和通孔。而在孔加工中主要又分為淺孔和深孔加工兩大類，一般將孔深(L)與孔徑大小(d)之比作為

4、判定依據。當L/d大于5時，稱之為深孔，反之為淺孔。淺孔在普通車床上容易車削，而深孔在普通車床上車削加工則是一個難題，前輩們都說“刨工怕刨精簿板,車工怕車細長孔”,由于深孔刀桿細長,至使刀桿剛性差,車削加工中因切削力,切削熱,切削速度的影響易產生顫動,讓刀,同時因冷卻,排屑不暢造成刀具損壞,至使勞動強度提高,生產效率底.為了解決深孔加工這一難題，我和同事們在生產工作中認真探索，仔細研究，經過反復實踐。終于研制出了“無隙刀桿”，徹底解決了在普通車床加工深孔時產生的讓刀，排屑,冷卻,精度要求等一系列難以解決的問題,使深孔加工在我廠不再是一個難題.它于普通刀桿的最大區(qū)別在于多了一個高鉻鑄鐵耐磨扶正導

5、向套和一個冷卻系統(tǒng)?！盁o隙刀桿”是采用內空的柱塞做成的刀桿體，柱塞外徑經高溫噴涂一層厚度為6mm硬質合金粉沫，經精磨后表面粗糙度Ra0.4,增強了刀桿表面的耐磨性與耐磨的高鉻鑄鐵滑套組合而成的一種特殊刀桿“無隙刀桿”(如下圖)中的無隙是指在加工深孔時，根據圖紙孔徑的要求，先加工出與孔徑配合的高鉻耐磨鑄鐵滑套，并且淬火后滑套外徑經精磨表面粗糙度Ra0.4，滑套與孔徑之間保持微小的間隙，一般控制在0.05-0.1mm范圍之內。加工過程中高鉻耐磨鑄鐵滑套隨著工件的旋轉而在刀桿轉動。由于是滾動、滑動磨擦，減小了滑套的磨損，滑套與刀桿配合處的后端有一個小臺階，它使滑套不能向后移動，而與刀桿始終保持一定距

6、離，這樣就起到了扶正，定向和防止振動的作用，同時高鉻耐磨鑄鐵滑套的外徑也起到些對工件孔壁的滾壓擠光作用。加工出來的深孔有較高的精度和表面粗糙度。它由件一；件二。件三，件四組成。件一：件二： 件三： 件四： 件五：下面結合我單位中心管的加工，闡述它如何在普通車床上保證加工尺寸的過程。此工件圖紙加工要求內孔直徑5O±0.05mm，長1200mm的鋼管（如上圖，件五）該加工零件毛坯外徑尺寸為76X20，L=1205mm的鋼管，用戶單位要求內孔車削為50±0.05mm，內孔精度達粗糙度3.2與之配合工件間隙較小，按照計算該工件的L/d值為24，它具備了深孔加工的以下特點：按常規(guī)方法

7、加工，加工過程中不能直接觀察刀具切削情況，操作者只能憑實踐經驗聽切削聲音，根據觀察切屑排出的情況來判斷切削過程是是否異常。（2）深孔加工中，冷卻不好刀具散熱性差，切削熱量不易散出，切削加工中的大量切削熱主要的鐵屑帶走，工件留有少量熱量。鐵屑在深孔內不能有效排出。常采用一些特殊的方式對刀具與工件進行強制性的冷卻；（3）由于孔深，鐵屑經過的切削路徑長，若高速切悄工件隨主軸高速旋轉，鐵屑在離心力的作用下沿著孔壁隨工件高速旋轉，切屑阻塞易擠在刀具、刀桿與工件之間切屑不易排出，易產生崩刃、讓刀現象，同時刀具磨損較快，若低速車悄加注充分的冷卻液，鐵屑在不受主軸旋轉的離心力的作用下，可隨冷卻液流出，但工作效

8、率極低。在高速切悄時要根據工件材料的不同，選擇不同的刀具材料，根據工件材料及加工性質，認真的選擇和刃磨好刀具的幾何角度，合理的選擇切悄用量，控制好鐵屑的形狀及出屑方向，使切屑從待加工面留出，避免影響工件已加工表面的質量與加工精度。（4）刀桿細長剛性差，鏜孔時因受到孔徑尺寸大小，深度的限制?？仔《?，刀桿細而長不能有效的增加刀桿的橫截面積及剛性，鏜悄時極易產生顫動讓刀，很難保證加工質量。因此加工過程中需采用輔助支撐高鉻鑄鐵耐磨導向套，才能降低刀桿顫動加工出合格的產品。在加工中心管時，我反復實踐多次的改進刀桿，最后采用抽油泵上廢棄的38柱塞為刀桿主體。柱塞右端為刀桿夾具體，使得刀桿主體在夾具體內根

9、據孔深可以任意伸縮轉動，可根據刀具磨損情況來調整刀具的刃傾角，控制切屑的排屑方向，刀桿夾具體固定在車床刀架上，刀桿尾部連接一接頭，與車床冷卻軟管相連。柱塞左端與配件組焊。該配件右端上部有一斜孔，作為冷卻液的排出口，這樣冷卻液從刀桿尾部進入，經刀桿內孔，從左端孔口噴出，直接澆住在刀塊上。一方面是帶走了大量的切削熱，直到散熱潤滑的作用，另一方面是沖走留在刀具上的鐵屑，使刀具與工件內孔之間接觸無鐵屑，刀片材料選擇耐磨性好的YT5材料,增加刀具的耐磨性延長刀具的使用壽命。刀塊的后端安裝一個高鉻鑄鐵耐磨導向套，50±0.05的內孔，需要使用外徑為50±0.05的高鉻鑄鐵耐磨導向扶正套

10、，這樣導向扶正支承套可與工件內徑相接觸，使刀桿不再處于懸臂狀態(tài)，增加刀桿的剛性。刀塊選用75度YT5硬質合金刀塊，根據加工余量和加工性質選擇相應的刀具幾何角度和切削用量，磨出相應的斷屑槽，控制好排悄方向。刀尖圓弧相應磨大些，并磨出0.2mm寬-3度的副刀棱，副后角取1度，后角取1度-2度以增加刀頭強度，裝刀時使刀頭高出支承軸套0.1mm左右，加工時讓鐵屑從中心管的待加工面流出。試車過程中，支承套尺寸確定為中心管工件內孔毛坯管尺寸，讓刀桿伸入，工件旋轉，刀桿作進給運動，進0.3mm,加工中出現異常聲音，刀尖出現損壞。然后經我們認真的思考，改進采取先用普通內孔鏜刀在中心管端加工出50長約30mm的

11、內孔。再將加工為50±0.05的支撐套伸入加工的這段孔內。再精車鏜中心管內孔尺寸。再加工過程中切削液也起到了很大作用：（1）冷卻刀具與工件，減少刀具磨損和工件熱變形，提高刀具耐用度。（2）排屑；用一定壓力和流量的切削液將切屑區(qū)沖刷，實現排屑作用。（3）保護已加工表面，采用前排屑方式，防止鐵屑劃傷已加工表面，并沖刷粘附在工件表面的細碎鐵屑.積屑瘤等粘附物。二0一0年四月在加工Y341114反井封隔器中心管時，管長820mm,孔徑52mm,加工余量有6mm左右?！盁o隙刀桿”在實用中大顯身手。以前普通倒桿采用極低的轉速，兩頭接刀加工，一個班也只能干三件左右，而且精度很差，現在用“無隙刀桿”在保證工件的尺寸與精度要求的同時，一個班可以加工1525件提高工效近四倍?！盁o隙刀桿”在我廠已得到廣泛使用，而且我們還根據工件內孔直徑大小、長度不同制做了不同的刀桿，加工深度由1.2m提高到2.2m.孔徑從50擴大到90.為我廠深孔加工做出了一點應有的貢獻。但是“無隙刀桿”也有不足之處；（1）只能加工通孔而不能加工盲孔。（2）它在加工前必需先根據圖紙孔徑大小的要求，先鏜削出3050mm長的止口。針對它的不足，我們將會在今后的工作中再接再勵。對工作中出現的各種問題進行認真的專研，不斷的改進，在工作中做出更大的成績。 參 考 文 獻1.楊叔之 主編 機