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(jī)石油設(shè)備有限公司 工種 車工 等級(jí) 高級(jí)技師 姓名 劉英凱 摘要:機(jī)械制造業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，而金屬切削加工在機(jī)械制造業(yè)中，是獲得產(chǎn)品零部件基本而又可靠的精密加工手段。在機(jī)械.電機(jī).電子等各種現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)部門中都起著重要的作用。工具的設(shè)計(jì).制造和使用自古以來(lái)就很受重視，這里我們所說(shuō)的工具不僅僅指機(jī)械加工的機(jī)床。我們更關(guān)心的是直接進(jìn)行切削加工的刀具及工裝。在機(jī)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(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)深孔零件的加工，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具的改進(jìn)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(guò)整個(gè)工藝的過(guò)程的制定，充分體現(xiàn)了在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)關(guān)建詞 : 深孔加工 工藝方案 進(jìn)給路線控制尺寸引言:機(jī)械加工的目的，是將毛坯加工成符合產(chǎn)品圖紙工藝要求的零部件。通常，毛坯需要經(jīng)過(guò)若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品圖紙要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)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(jīng)濟(jì)、又合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)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(jié)合車床加工的特點(diǎn)，分別進(jìn)行工藝方案分析，機(jī)床的選擇，刀具加工路線的確定，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個(gè)工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)中，通過(guò)分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，通過(guò)合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，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(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。在機(jī)械零件加工中，作為一名車工經(jīng)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(jù)。當(dāng)L/d大于5時(shí)，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(gè)難題，前輩們都說(shuō)“刨工怕刨精簿板,車工怕車細(xì)長(zhǎng)孔”,由于深孔刀桿細(xì)長(zhǎng),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(chǎn)生顫動(dòng),讓刀,同時(shí)因冷卻,排屑不暢造成刀具損壞,至使勞動(dòng)強(qiáng)度提高,生產(chǎn)效率底.為了解決深孔加工這一難題，我和同事們?cè)谏a(chǎn)工作中認(rèn)真探索，仔細(xì)研究，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐。終于研制出了“無(wú)隙刀桿”，徹底解決了在普通車床加工深孔時(shí)產(chǎn)生的讓刀，排屑,冷卻,精度要求等一系列難以解決的問(wèn)題,使深孔加工在我廠不再是一個(gè)難題.它于普通刀桿的最大區(qū)別在于多了一個(gè)高鉻鑄鐵耐磨扶正導(dǎo)

5、向套和一個(gè)冷卻系統(tǒng)?！盁o(wú)隙刀桿”是采用內(nèi)空的柱塞做成的刀桿體，柱塞外徑經(jīng)高溫噴涂一層厚度為6mm硬質(zhì)合金粉沫，經(jīng)精磨后表面粗糙度Ra0.4,增強(qiáng)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(wú)隙刀桿”(如下圖)中的無(wú)隙是指在加工深孔時(shí)，根據(jù)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(jīng)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(nèi)。加工過(guò)程中高鉻耐磨鑄鐵滑套隨著工件的旋轉(zhuǎn)而在刀桿轉(zhuǎn)動(dòng)。由于是滾動(dòng)、滑動(dòng)磨擦，減小了滑套的磨損，滑套與刀桿配合處的后端有一個(gè)小臺(tái)階，它使滑套不能向后移動(dòng)，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(dòng)的作用，同時(shí)高鉻耐磨鑄鐵滑套的外徑也起到些對(duì)工件孔壁的滾壓擠光作用。加工出來(lái)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(jié)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(guò)程。此工件圖紙加工要求內(nèi)孔直徑5O±0.05mm，長(zhǎng)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(nèi)孔車削為50±0.05mm，內(nèi)孔精度達(dá)粗糙度3.2與之配合工件間隙較小，按照計(jì)算該工件的L/d值為24，它具備了深孔加工的以下特點(diǎn)：按常規(guī)方法

7、加工，加工過(guò)程中不能直接觀察刀具切削情況，操作者只能憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)聽切削聲音，根據(jù)觀察切屑排出的情況來(lái)判斷切削過(guò)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(nèi)不能有效排出。常采用一些特殊的方式對(duì)刀具與工件進(jìn)行強(qiáng)制性的冷卻；（3）由于孔深，鐵屑經(jīng)過(guò)的切削路徑長(zhǎng)，若高速切悄工件隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，鐵屑在離心力的作用下沿著孔壁隨工件高速旋轉(zhuǎn)，切屑阻塞易擠在刀具、刀桿與工件之間切屑不易排出，易產(chǎn)生崩刃、讓刀現(xiàn)象，同時(shí)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(zhuǎn)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(shí)要根據(jù)工件材料的不同，選擇不同的刀具材料，根據(jù)工件材料及加工性質(zhì)，認(rèn)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(zhì)量與加工精度。（4）刀桿細(xì)長(zhǎng)剛性差，鏜孔時(shí)因受到孔徑尺寸大小，深度的限制。孔小而深，刀桿細(xì)而長(zhǎng)不能有效的增加刀桿的橫截面積及剛性，鏜悄時(shí)極易產(chǎn)生顫動(dòng)讓刀，很難保證加工質(zhì)量。因此加工過(guò)程中需采用輔助支撐高鉻鑄鐵耐磨導(dǎo)向套，才能降低刀桿顫動(dòng)加工出合格的產(chǎn)品。在加工中心管時(shí)，我反復(fù)實(shí)踐多次的改進(jìn)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(nèi)根

9、據(jù)孔深可以任意伸縮轉(zhuǎn)動(dòng)，可根據(jù)刀具磨損情況來(lái)調(diào)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(jìn)入，經(jīng)刀桿內(nèi)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(rùn)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(nèi)孔之間接觸無(wú)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(zhǎng)刀具的使用壽命。刀塊的后端安裝一個(gè)高鉻鑄鐵耐磨導(dǎo)向套，50±0.05的內(nèi)孔，需要使用外徑為50±0.05的高鉻鑄鐵耐磨導(dǎo)向扶正套

10、，這樣導(dǎo)向扶正支承套可與工件內(nèi)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(zhì)合金刀塊，根據(jù)加工余量和加工性質(zhì)選擇相應(yīng)的刀具幾何角度和切削用量，磨出相應(yīng)的斷屑槽，控制好排悄方向。刀尖圓弧相應(yīng)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(qiáng)度，裝刀時(shí)使刀頭高出支承軸套0.1mm左右，加工時(shí)讓鐵屑從中心管的待加工面流出。試車過(guò)程中，支承套尺寸確定為中心管工件內(nèi)孔毛坯管尺寸，讓刀桿伸入，工件旋轉(zhuǎn)，刀桿作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)0.3mm,加工中出現(xiàn)異常聲音，刀尖出現(xiàn)損壞。然后經(jīng)我們認(rèn)真的思考，改進(jìn)采取先用普通內(nèi)孔鏜刀在中心管端加工出50長(zhǎng)約30mm的

11、內(nèi)孔。再將加工為50±0.05的支撐套伸入加工的這段孔內(nèi)。再精車鏜中心管內(nèi)孔尺寸。再加工過(guò)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(shí)現(xiàn)排屑作用。（3）保護(hù)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(xì)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(shí)，管長(zhǎng)820mm,孔徑52mm,加工余量有6mm左右?！盁o(wú)隙刀桿”在實(shí)用中大顯身手。以前普通倒桿采用極低的轉(zhuǎn)速，兩頭接刀加工，一個(gè)班也只能干三件左右，而且精度很差，現(xiàn)在用“無(wú)隙刀桿”在保證工件的尺寸與精度要求的同時(shí)，一個(gè)班可以加工1525件提高工效近四倍?！盁o(wú)隙刀桿”在我廠已得到廣泛使用，而且我們還根據(jù)工件內(nèi)孔直徑大小、長(zhǎng)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(kuò)大到90.為我廠深孔加工做出了一點(diǎn)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。但是“無(wú)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(jù)圖紙孔徑大小的要求，先鏜削出3050mm長(zhǎng)的止口。針對(duì)它的不足，我們將會(huì)在今后的工作中再接再勵(lì)。對(duì)工作中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的專研，不斷的改進(jìn)，在工作中做出更大的成績(jī)。 參 考 文 獻(xiàn)1.楊叔之 主編 機(jī)