鏜床技師論文1

1、普通錢(qián)床加工265柴油機(jī)凸輪軸齒輪深孔工藝方法研究普通鏈床加工265柴油機(jī)凸輪軸齒輪深孔工藝方法研究【摘要】：當(dāng)前深孔加工鏈削應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而我廠帶有小直徑深孔的產(chǎn)品數(shù) 目和種類(lèi)也越來(lái)越多，高精度小直徑深孔是困擾很多企業(yè)普通鏈床加工系統(tǒng)的 難題，也是工藝人員和操作者的一塊 心病”，對(duì)如何保證深孔加工精度是制定深 孔加工工藝是我們急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本文以我廠一樣典型高精度小直徑深 孔加工產(chǎn)品265柴油機(jī)凸輪軸齒輪深孔工藝方法為例，論述在鏈床上加工高精 度小直徑深孔的方法，其方法有加工精度高、加工時(shí)間短、加工時(shí)間短、鉆頭 壽命高、排屑好的特點(diǎn)，在加工高精度小直徑深孔方面有一定的推廣價(jià)值?！娟P(guān)鍵

2、詞】：鏈床小直徑深孔工藝方案0.前言一般孔的深度與孔的直徑之比為 L/D5就算深孔，深孔加工要比一般孔的 加工困難和復(fù)雜很多，因?yàn)榭椎纳疃仍龃笠院螅稐U較長(zhǎng)，刀具剛性變差，容 易引起震動(dòng)和鉆偏空，還容易把孔鉆偏；其次是刀刃在工件深處進(jìn)行切削，冷 卻液不易注入切削區(qū)，散熱條件差，使刀具很快磨損；加上切削難于排出，容 易堵塞而無(wú)法連續(xù)加工；再有對(duì)加工件材質(zhì)的均勻性也要求很高，如果過(guò)硬、 過(guò)粘、里面含有雜質(zhì)，都影響孔的加工。因此為了保證精度和提高效率，根據(jù) 這些工藝特點(diǎn)如何合理的選擇深孔加工方法，并解決刀具引導(dǎo)、切削排出和鉆 頭冷卻潤(rùn)滑等是我所要解決的問(wèn)題。.工藝方案鏈床加工深孔的工藝方法有很多，常

3、用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鏈孔、較孔等，在實(shí)際的加工中，這些加工方法有著各自的工藝特點(diǎn)鉆孑L由于鉆削多用于粗加工內(nèi)孔，加工過(guò)程中主要存在以下缺陷：一、因鉆頭頂部橫刃影響定心不準(zhǔn)，且鉆削時(shí)抗力大，故鉆孔時(shí)鉆頭容易受力不均導(dǎo)致鉆孔偏。二、因鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，尤其是細(xì)長(zhǎng)孔加工時(shí)。鉆頭容易彎曲， 故加工后的深孔軸線偏移直線度較差。三、因操作者在磨削鉆頭過(guò)程中，兩切削刃不一定等高，切削時(shí)所受切削 力不等，會(huì)導(dǎo)致鉆孔后孔徑擴(kuò)大。四、鉆頭鉆孔，孔的表面光潔度較差，一般只能達(dá)到Ra25左右，擴(kuò)孔擴(kuò)孔一般是用鍵刀或?qū)σ雁@出的孔進(jìn)一步擴(kuò)大加工，而細(xì)長(zhǎng)孔多采用擴(kuò)孔 進(jìn)行孔的半精加工，因擴(kuò)孔鉆一般有 3-4個(gè)以上的刀

4、齒，所以剛性相對(duì)好一些， 并且有一定的導(dǎo)向作用，在某種程度上能矯正鉆孔時(shí)的軸線誤差，又因?yàn)榍邢?少，排屑相對(duì)順利，不易刮傷已加工表面，相對(duì)于用鉆頭鉆的孔，精度有很大 提高，一般情況下，表面粗糙度可達(dá) Ra 12.5- Ra 6.3左右，所以經(jīng)常用來(lái)做半 精加工。較孔錢(qián)孔是在擴(kuò)孔后對(duì)進(jìn)行的一種精加工方法， 粗糙度可達(dá)Ra3.2以上，較孔的 精度和表面粗糙度并不取決于機(jī)床的精度，而取決于錢(qián)刀的精度，取決于較刀 的安裝方式、加工余量、切削用量和切削液的選用等。由于較削余量小，加工 深孔時(shí)刀桿與錢(qián)刀常為浮動(dòng)連接，所以不能矯正原孔的軸線偏差和直線度，孔 與其他表面的位置精度不能用錢(qián)刀較孔的方式來(lái)保證。鏈

5、孔鏈孔也是鏈床常用的加工方法之一，相對(duì)于以上幾種加工方法，它能獲得 很高的定心精度和直線度，但在細(xì)長(zhǎng)孔的加工中由于受到加工件的孔徑和孔深 的限制，鏈刀桿的直徑和長(zhǎng)度保證不了錘桿的剛性，從而不能獲得理想的尺寸 精度和表面粗糙度。圖1-1 265柴油機(jī)凸輪軸齒輪零件圖錢(qián)刀較孔的相對(duì)位置精度為不可控變量，因而在加工有嚴(yán)格位置要求高精 度小直徑深孔時(shí)，不可以使用。只要解決鏈刀桿和鏈刀對(duì)加工精度的影響，可 以使用先鉆后鏈的方法。為確保在鏈床上加工出符合圖紙要求的265柴油機(jī)凸輪軸齒輪的中心孔設(shè)定工藝方案如下：一、在鏈床上利用“V型鐵裝卡265柴油機(jī)凸輪軸齒輪并找正。二、預(yù)鉆 O50mm的中心孔，預(yù)鉆孔為

6、 045mm三、用鏈刀鏈出 50mm的中心孔并倒角。.工藝步驟裝卡找正在鏈床上裝卡265柴油機(jī)凸輪軸齒輪，如圖一所示。從圖中可以看出此零 件屬于臺(tái)階軸，裝卡后要想保證齒輪兩端軸的同軸度是比較困難的。為確保位置度公差，裝卡工件方便、省時(shí)，可以利用兩個(gè)等高“V型鐵架在齒輪兩端相等 直徑的圓柱上，如圖二所示。1、 “V型鐵 2、軸齒輪 3、 “V型鐵圖2-1 265柴油機(jī)凸輪軸齒輪裝卡圖具體方法是先將兩個(gè) “V型鐵的“V型面用百分表找正并保證在同一軸線內(nèi)，保證直線度在000.2mm之間我正后將“V型鐵夾緊在床面上，然后將工件 放在“V型鐵上夾緊，夾緊后用百分表將一端圓柱的中心找正，并保證在000.2

7、mm之間，這樣就完成了裝卡。我正利用這種方法裝卡，只需花費(fèi)一次 的找正時(shí)間，就可以保證剩余工件安裝到“V型鐵上以后，不用再找正就可以保證位置度，這樣就節(jié)省了以后工件的找正時(shí)間，提高了工作效率。預(yù)鉆45mm在鏈床上加工265柴油機(jī)凸輪軸齒輪軸齒輪中心孔，孔的尺寸為50mm 深 320mm。該中心孔作為后續(xù)精加工軸部，磨削齒形的基準(zhǔn)孔，對(duì)工件中心的同軸度， 應(yīng)控制在00.5mm之內(nèi)，否則易造成偏心。磨削余量不足而出現(xiàn)廢品。因此為了 保證精度和提高效率，根據(jù)高精度小直徑深孔工藝特點(diǎn)。鉆削時(shí)可以采用分級(jí) 進(jìn)給法。既在鉆削過(guò)程中，使鉆頭加工一定深度后就退出工件，借以排出鐵屑 并進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，然后重新進(jìn)行

8、之前的加工。在鉆削大直徑孔時(shí)，可采用群鉆 進(jìn)行鉆削。群鉆是適應(yīng)加工不同加工材料的鉆孔刀具。鉆尖上磨有兩個(gè)月牙形 分屑梢，主切削刃分成直線和圓弧兩部分，形成三尖七刃和雙重頂角的麻花鉆。 它具有斷屑、分屑的作用，同時(shí)由于切削刃磨成月牙后，可是梢刃處切削刃前 角加大，從而減少了切削變形，因此在加工深孔時(shí)采用群鉆鉆削工藝性能會(huì)更 好。大直徑深孔的鉆削，一般是在深孔鉆鏈床上加工。它可以鉆、錢(qián)及套料加 工。通常大直徑深孔采用內(nèi)排屑或外排屑深孔鉆進(jìn)行鉆削，切削刃數(shù)目分為單 刃、雙刃和多刃，刀體上鑲有不同數(shù)目的導(dǎo)向支撐塊，在加工過(guò)程中起導(dǎo)向支 撐作用，還可以保證孔的直線性。因?yàn)殂@頭鉆削的缺陷，如果直接用鉆頭鉆

9、削加工265柴油機(jī)凸輪軸齒輪軸齒輪中心孔，會(huì)對(duì)以后精加工的位置精度產(chǎn)生一定的影響。該工件材質(zhì)是 20CrNiMo鋼，此鋼的淬透性能與20CrNi鋼相似，Ni含量為20CrNi鋼的一半, 但由于少量的Mo元素和提高M(jìn)n含量導(dǎo)致此鋼的淬透性能仍然很好，強(qiáng)度也比 20CrNi鋼高。20CrNiMo鋼因鋁除了有很好的綜合性能耐一定高溫，由于制造汽輪機(jī)的齒輪整轉(zhuǎn)子的內(nèi)燃機(jī)連桿氣門(mén)截面鍛件等及此工件來(lái)料時(shí)沒(méi)有預(yù)鉆孔， 所以根據(jù)工件的材料性能及來(lái)料情況和加工特點(diǎn)，進(jìn)行加工。圖2-2鉆頭基本參數(shù)根據(jù)265柴油機(jī)凸輪軸齒輪鉆頭，鉆頭必須具備以下的特性一、增大鉆頭頂角，當(dāng)鉆頭直徑和進(jìn)給量一定時(shí)，增大頂角則切削變窄

10、， 單位切削刃上的負(fù)荷減輕，同時(shí)鉆頭外圓處的刃尖角減小，減小了刀尖角磨損 速度，同時(shí)有利于散熱，耐用度也得到提高。頂角影響切屑的流出方向，頂角 較大，切屑卷曲成螺旋的程度減小，且比較平直，容易排除，即提高了排屑性 能。通過(guò)分析試驗(yàn)，頂角的取值范圍為 135G-140O時(shí)鉆削效果最好。二、增大鉆頭鉆心厚度。鉆削加工20CrNiMo材料時(shí)，鉆頭承受很大扭矩和 軸向抗力。鉆心厚度太小，則鉆頭厚度低，鉆頭易發(fā)生折斷，因此需增大鉆心 厚度，以提高鉆頭強(qiáng)度。鉆心厚度一般取 K= (0.45-0.32) D。其中K為鉆心 厚度，D為鉆頭直徑。三、增大鉆頭外緣處后角，它會(huì)影響鉆心處切削刃的削角。鉆頭切削刃各

11、點(diǎn)上的后角也是不等的。愈接近中心，其后角愈大。因此鉆頭后角的標(biāo)注的要 求，都以鉆頭外緣出為準(zhǔn)。增大鉆頭外緣出后角，可以使切削任鋒利，改善切削性能，特別是對(duì)鉆心處的鉆削加工性能有明顯改善。因此，適當(dāng)?shù)劂@頭幾何參數(shù)以適合20CrNiMo材料的鉆削加工十分重要 。四、加工成倒錐 K,以減小棱帶同孔壁的摩擦，使鉆頭切削時(shí)扭矩減小，以提高效率和表面粗糙度，不同鉆頭直徑時(shí)的螺旋角，后角，倒錐度如表 2-1表2-1鉆頭幾何參數(shù)鉆頭直徑D/mm2-66-1818-50螺旋角（0）43-4540-4235-40外緣處后角（）17-2015-1812-15倒錐度mm/100mm0.03-0.050.04-0.08

12、0.05-0.12綜合以上的情況，根據(jù)材質(zhì)的不同，合理的選擇鉆頭的幾何角度對(duì)工件的加工和保證質(zhì)量都起到了至關(guān)重要的作用。在預(yù)鉆 265柴油機(jī)凸輪軸中心孔時(shí)， 根據(jù)材質(zhì)和工件的特性，選擇合理的鉆頭基本參數(shù)如圖 2-2。首先選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度 的045mm鉆頭進(jìn)行加工，加工深度在 150200mm之間，然后再換掉長(zhǎng)度為 350mm的M5mm鉆頭繼續(xù)進(jìn)行加工，將孔鉆通。鏈刀擴(kuò)孔鏈孔是鏈床常用的孔加工方法之一。它能很高的定心精度和直線度，但在細(xì) 長(zhǎng)孔的加工中由于受工件的孔徑和深度的限制，鏈刀桿的直徑和深度保證不了 錘桿的剛性，從而能獲得理想的尺寸精度和表面粗糙度，常見(jiàn)的有兩方面問(wèn)題 錘桿與刀具精度對(duì)加工質(zhì)量

13、的影響和鏈刀對(duì)加工精度的影響。錘桿與刀具精度對(duì)加工質(zhì)量的影響及其解決措施鏈桿所受重力方向不變，而切削力卻隨刀具的旋轉(zhuǎn)而不斷改變方向，由于 錘桿與導(dǎo)向套之間有一定的配合間隙，當(dāng)切削力大于鏈桿所受重力時(shí)，刀具無(wú)7 論在任何位置上切削，切削力都可以推動(dòng)錘桿緊貼與切削位置相反方向的導(dǎo)向 套表面上。錘桿在這種狀態(tài)下，被鏈孔的圓度主要取決于導(dǎo)向套內(nèi)孔的精度。 當(dāng)切削力小于鏈桿所受重力時(shí)，切削力不能將錘桿抬起，鏈桿只能沿導(dǎo)向套內(nèi) 孔下方擺動(dòng)。當(dāng)錘桿與導(dǎo)向套內(nèi)表面下方接觸時(shí)，會(huì)使孔產(chǎn)生圓度誤差。當(dāng)鏈 桿在導(dǎo)向套內(nèi)表面下方時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差。在鏈削過(guò)程中，切削力會(huì)因?yàn)?各種因素而不斷地變化。它除了產(chǎn)生圓度和圓

14、柱度誤差以外，還會(huì)產(chǎn)生孔系間 的平行度和孔距誤差等。為提高錘桿與刀具精度對(duì)加工質(zhì)量的影響所引起的加工質(zhì)量可采取如下措施：、導(dǎo)向套與鏈桿軸徑的圓度誤差小于 0.01mm,錘桿的錐柄與錘桿軸徑的 圓度公差應(yīng)小于0.01mm。鏈桿的圓柱度公差應(yīng)小于0.015mm。鏈桿與導(dǎo)向套內(nèi) 孔的配合間隙應(yīng)在0.02-0.04mm范圍內(nèi)，橢圓長(zhǎng)軸應(yīng)在鉛垂方向。、直徑大于480mm錘桿應(yīng)做成空心的，以減小鏈桿的自重。、合理選擇定位基準(zhǔn)，使孔系加工余量均勻。、精鏈孔時(shí)，可適當(dāng)降低切削用量，增加走刀次數(shù)，以減少切削力，從 而減少鏈刀桿在導(dǎo)向套內(nèi)孔下方的偏擺量，但應(yīng)該避免切削深度大小，防止切 削變成擠刮，產(chǎn)生局部冷硬，造

15、成下次走刀更難切入的 溜刀”現(xiàn)象。2.3.2鏈刀對(duì)加工精度的影響及其解決措施。鎮(zhèn)床使用的刀具有定尺寸和非定尺寸兩種，如鉆頭擴(kuò)孔鉆，錢(qián)刀等都是定 尺寸刀具。這些刀具的制造精度及磨損都直接影響孔的尺寸精度、形狀精度和 表面粗糙度。非定尺寸刀具，如單刃鍵刀，可調(diào)雙刃鍵刀等。它的刀具制造精 度、安裝和調(diào)整精度直接影響被加工孔的尺寸精度和形位精度。8為提高錘桿與刀具精度對(duì)加工質(zhì)量的影響所引起的加工質(zhì)量可采取如下措 施:、一方面應(yīng)根據(jù)不同的被加工工件的材料，工件的結(jié)構(gòu)及被加工工件表 面的精度，選擇相應(yīng)的刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)。如鏈削鑄鐵工件選用鴇鉆類(lèi)硬質(zhì) 合金材料制造刀具等。、對(duì)于不同的刀具應(yīng)采取不同的解決方

16、法。第一種方法是提高刀具的制 造精度，選擇合直徑的刀具。當(dāng)?shù)毒吣p后應(yīng)及時(shí)修磨切削刃；第二種方法是 應(yīng)保證刀桿錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合精度，一般其配合貼和面應(yīng)小于80%,最好不用中間變徑套，對(duì)于非定尺寸刀具，除了采取與定尺寸刀具相同的方法以 外，還要保證安裝和調(diào)整精度。同時(shí)應(yīng)注意鏈刀切削幾何參數(shù)的選定和鏈刀安 裝后的角度變化。圖2-3鏈刀參數(shù)示意圖根據(jù)上述的條件要求，加工 265柴油機(jī)凸輪軸齒輪鏈孔時(shí)，錘桿應(yīng)選擇直 徑為0 40mm長(zhǎng)為350mm鏈桿與鏈桿錐柄的同軸度為 0.05mm。鏈刀的材質(zhì)選 用高速鋼W18Cr4V,刀具的幾何角度如圖2-3為主偏角90,前角為15-18,9 后角為6 -8 o主軸轉(zhuǎn)數(shù)160轉(zhuǎn)/分，走刀量0.16mm/轉(zhuǎn)，走刀深度2mm,分 兩刀將(|)50mmE鎮(zhèn)出。3.總結(jié)綜上所述，是我在加工 265柴油機(jī)凸輪軸齒輪過(guò)程中，針對(duì)工件的材質(zhì)、 結(jié)構(gòu)特征，所選用的裝夾方式，鉆頭、錘桿及刀具的選擇。解決在加工過(guò)程中 所遇到的一些問(wèn)題及解決的方法。影響加工質(zhì)量還有諸多因素，這都需要我們 在今后的加工生產(chǎn)中逐步克服和解決。因此，作為鎮(zhèn)工不僅要掌握應(yīng)知”的理論 知識(shí)，還要擴(kuò)大業(yè)務(wù)知識(shí)面，掌握鏈削加