普通車床深孔加工方法

撰文/彭敏

■510800 廣東省高級(jí)技工學(xué)校（廣州校區(qū)） 廣東 廣州

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普通車床深孔加工方法

撰文/彭敏

■510800 廣東省高級(jí)技工學(xué)校（廣州校區(qū)） 廣東 廣州

本文以普通車床為主題，探討深孔加工方法及相關(guān)問(wèn)題。首先結(jié)合我國(guó)工業(yè)發(fā)展的情況與普通車床加工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述；主要分析了加工中的難點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)浮動(dòng)鏜刀桿的制造、刀具的制造、導(dǎo)向套、彈性?shī)A頭、鎖緊螺母工序進(jìn)行了說(shuō)明，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行了討論。希望通過(guò)本文初步論述可以引起更多的關(guān)注與更廣泛的交流，為該方面的理論研究工作、加工實(shí)踐工作提供一些有價(jià)值的信息，以供參考。關(guān)鍵詞：普通車床；深孔加工；方法

在工業(yè)制造領(lǐng)域，普通車床是較為普遍的機(jī)械生產(chǎn)加工設(shè)備之一，從當(dāng)前的發(fā)展情況來(lái)看，它集自動(dòng)化控制、檢測(cè)、電機(jī)技術(shù)于一體，并廣泛實(shí)現(xiàn)了智能化的加工工藝，經(jīng)過(guò)這種智能一體化的發(fā)展及應(yīng)用，不但改善了普通車床自身的性能，而且，通過(guò)這種生產(chǎn)加工形式的轉(zhuǎn)換，引起了工業(yè)領(lǐng)域的整體革新，包括生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、流程，以及人力等各方面的改變；因而，在智能一體化的普通機(jī)床運(yùn)行中，還需要加強(qiáng)人為的管理與養(yǎng)護(hù)，最重要的是對(duì)其加工工藝與方法進(jìn)行細(xì)致解析，以下就從這方面展開具體討論。

概述

在普通車床加工深孔零部件中，對(duì)于單件、批量少的深孔工件加工，一般以接長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭為主，進(jìn)行鉆削；而一旦長(zhǎng)徑比大于10或者超出過(guò)多時(shí)，立刻就會(huì)出現(xiàn)技術(shù)上的難度，所以，對(duì)于鉆削后的深孔還需要加以細(xì)化，進(jìn)行深加工，從而提高尺寸精度、減少表面粗糙度；這方面的工藝措施相對(duì)復(fù)雜，但解決方法依然具備科學(xué)性、可操作性，本文就從這個(gè)角度切入，以浮動(dòng)鏜刀、刀具裝夾方法，對(duì)普通車床深孔進(jìn)行加工技術(shù)的分析。

以現(xiàn)實(shí)中的鉆進(jìn)油罐加工為例

以鉆機(jī)油罐缸加工為例，選用冷軋無(wú)縫鋼管（毛坯尺寸：?60*12*455mm3，加工任務(wù)：5件/月），進(jìn)行加工，工件要求如下圖1所示。

圖1　鉆進(jìn)油罐

注：此次加工因數(shù)量少，需要考慮到成本、夾具；從難度系數(shù)來(lái)看，相對(duì)較高，比如，在孔徑孔深為450mm，所以切削要求刀桿長(zhǎng)而細(xì)，對(duì)剛性、強(qiáng)度要求也較高；此次加工屬于深孔加工，冷卻液進(jìn)入、切削屑排出存在阻礙；最大的難點(diǎn)在于以普通車床進(jìn)行深孔加工，需要先對(duì)深孔車刀、刀具，這樣就可以更好的控制波紋、喇叭口、車削直線主精度，防止發(fā)生影響。選擇這種方案，可以更好的簡(jiǎn)化制造工藝、達(dá)到效率的提升、效果的完善，并節(jié)省成本、減少支出、完成深孔加工。

浮動(dòng)鏜刀桿、夾具制造

以下的浮動(dòng)鏜刀桿、夾具制造皆以本例中的需要為主展開具體說(shuō)明。

a浮動(dòng)鏜刀桿

選擇45鋼作為制造鏜刀桿的材料，以加工孔徑大小作為參考，充分考慮到排屑問(wèn)題后，將刀桿直徑加大，以此提高其剛性需求，具體的工藝包括選材、調(diào)質(zhì)、車平、鉆通孔、頂針裝夾、精車粗磨、銑床加工、電花火線切割、選擇刀片等。

b夾具制造

刀具屬于重要夾具，在鏜削工件中非常重要，本次研究中選擇球墨鑄鐵QT400-18制造，具體工藝也是先鑄毛坯、加工外圓、車平端面、內(nèi)孔設(shè)置、調(diào)頭處理、粗車錐孔、車外螺紋、銑床加工等。（注：由于加工數(shù)據(jù)過(guò)多，此不贅述；具體加工數(shù)據(jù)在以下有具體說(shuō)明，也可以根據(jù)加工件尺寸要求進(jìn)行推算）

c導(dǎo)向套

導(dǎo)向套的加工與浮動(dòng)鏜刀桿的制造所選材料一致，但尺寸存在差異；從作用方面來(lái)看，主要在于使刀具、工件之間構(gòu)成相對(duì)關(guān)系，并確定位置；因?yàn)樵诂F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中，采用的通常是笛卡爾氏幾何或坐標(biāo)分析法，一般情況下，對(duì)零部件的加工表面會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)入切削狀態(tài)后，導(dǎo)線為主體，以工件、刀具間的運(yùn)行過(guò)程達(dá)到形狀的塑造或切削，這樣更易保證加工過(guò)程的穩(wěn)定性；另一方面，導(dǎo)向套、刀具體孔間會(huì)形成配合（?37.9H7/f6），也會(huì)與刀桿形成配合（? 20H7/f6），從而保證兩者之間構(gòu)成聯(lián)動(dòng)關(guān)系。具體如下圖2所示。

圖2　導(dǎo)向套圖

d彈性?shī)A頭與鎖緊螺母

彈性?shī)A頭、鎖緊螺母與刀具的制造材料相一致，彈性?shī)A頭上銑床加工槽（4條：5*17mm）；作用體現(xiàn)在對(duì)裝卸下工件的保護(hù)，如下圖3a；鎖緊螺母具體尺寸如下圖3b所示。

圖3　彈性?shī)A頭（a）與鎖緊螺母（b）

e深孔加工的冷卻與潤(rùn)滑

如同概述所言，在深孔加工中，考慮到切削加工中的摩擦溫度，因此，要求增加冷卻液，又由于存在粗糙度，所以需要進(jìn)行潤(rùn)滑液進(jìn)行處理；冷卻潤(rùn)滑液具備兩種功難，它可以冷卻、潤(rùn)滑、沖洗減振以及防銹；還可以更好的降低刀具、切屑、工件間的摩擦力，降低工件溫度。在深孔加工之中，它的作用與功能直接關(guān)系到加工件的質(zhì)量問(wèn)題，從它的特征來(lái)看，流動(dòng)性強(qiáng)、黏度合宜，所以，易于達(dá)到以上所說(shuō)的作用或效果；在加工中由于存在臟切削液的聚液箱，所以，能夠很快達(dá)到碎屑的沉淀，加工效果值得稱贊；在本次加工中，由于鉆進(jìn)油罐孔深長(zhǎng)，難度有所增大，因此，在加工過(guò)程中，利用刀桿中心也進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑液的注入，這樣效果更佳，一般情況下，宜選擇25L/min的水泵流量，并以0.06MPa壓力作為動(dòng)力；這樣可以將液體直接送達(dá)加工件的表面，且對(duì)刀桿不產(chǎn)生影響，或刀桿對(duì)其不發(fā)生影響，水壓的存在又順利的將切屑排出，所以說(shuō)，通過(guò)冷卻與潤(rùn)滑之后，浮動(dòng)鏜刀的工作環(huán)境良好，有利的保證了加工精度，確保了加工件表面的粗糙度值得到了改善。

加工過(guò)程分析

在實(shí)際加工過(guò)程中，首先要求車平兩端面有1mm的總長(zhǎng)留，孔兩端的倒角以2*30。為宜，對(duì)于粗車外圓的留余量以單邊0.5mm為宜，注意需要通過(guò)兩頂尖裝夾來(lái)完成；具體要求夾住一端，再以中心架對(duì)另一端進(jìn)行固定或托住，然后以內(nèi)孔刀粗車內(nèi)孔完成留余量的單邊距設(shè)置；從工作原理來(lái)分析，一般存在對(duì)外輪廓、端面、內(nèi)孔、切槽、切斷、車螺紋等加工，在此次車削加工中，對(duì)工件的裝夾方面，其裝夾方式因加工工件難度大、批量小、毛坯形式粗糙、幾何形狀單一，需要采取不同次數(shù)的裝夾或夾頂共用或多頂以及專用夾具等。主要是通過(guò)掉頭后，對(duì)粗車另一端余下孔長(zhǎng)做處理，留內(nèi)孔單邊余量為0.5mm；在此精車則對(duì)工件總長(zhǎng)度進(jìn)行著實(shí)時(shí)控制，此時(shí)要求的兩端口倒角依然為2*30。，然后就可以實(shí)現(xiàn)兩頂針裝夾精車缸體外圓，直到達(dá)到加工尺寸要求即可；當(dāng)這一切準(zhǔn)備工作就緒后，就可以通過(guò)四爪將外圓夾起，并托住精車內(nèi)孔粗糙度（Ra3.2），此時(shí)的留余量以0.2mm為宜，注意對(duì)于工件的其它部分也可以以卡盤進(jìn)行夾住后墊墊銅皮的方式完成對(duì)它的控制或加固；然后掉頭重復(fù)裝夾工藝；最后進(jìn)行浮動(dòng)鏜削，一是爪夾穩(wěn)定校正刀具，二是校正刀桿、主軸同軸度，三是在刀具體中放入導(dǎo)向套，四是工件裝夾，也就是在彈性?shī)A頭里放入工件，并套入刀具錐孔，然后以鎖緊螺母擰緊、托住，五是對(duì)準(zhǔn)鏜刀桿、導(dǎo)向套孔，六是墊片、螺栓入刀、定位、裝鏜刀頭、進(jìn)行鏜削，注意需要兩次操作才能完成切削；第一次、第二次的切削用量不同，速度不同，方向不同；前一次，從床頭到床尾，后一次反過(guò)來(lái)從床尾到床頭；切削用量在第一次為0.05mm，速度為每分鐘5m，頻率為每轉(zhuǎn)0.1mm，第二次切削用量不同（0.055mm），但速度相同；嚴(yán)格按照?qǐng)D紙與工藝要求制作，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工件完成后，查看、評(píng)估效果，若無(wú)問(wèn)題繼續(xù)生產(chǎn)其它4個(gè)加工件，若存在問(wèn)題，則需按照問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性處理，再行加工。

注意事項(xiàng)

應(yīng)該增加加工中對(duì)于普通車床的維護(hù)與保養(yǎng)，需要從其構(gòu)成的每一個(gè)部分去著手，從上面的分析可以看出，在車床的維護(hù)與保養(yǎng)中，需從班前的檢查、通電運(yùn)行、保持潤(rùn)滑度等開始，還應(yīng)該在班后對(duì)諸如機(jī)械、液壓操作手柄、開關(guān)、電源氣源以及清掃機(jī)床等工作，進(jìn)行檢查與完成；另一方面，需要對(duì)其進(jìn)行周期性維護(hù)與保養(yǎng)；另外，即是從各個(gè)部位進(jìn)行細(xì)致化的針對(duì)性維護(hù)與保養(yǎng)；由于普通車床的維修、維護(hù)、保養(yǎng)專業(yè)性較強(qiáng)，所以，在實(shí)際的維護(hù)與保養(yǎng)及使用中，應(yīng)該選擇專業(yè)的操作人員與維修保養(yǎng)人員，防止因?qū)I(yè)技能過(guò)低而造成對(duì)機(jī)器的損壞或者保養(yǎng)無(wú)效。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在新的時(shí)代就應(yīng)該堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的新型理念，真正貫徹與時(shí)俱進(jìn)、因時(shí)制宜的方法；在普通車床深孔加工方面，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到金屬切削屬于長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的產(chǎn)物，實(shí)用性強(qiáng)、針對(duì)性強(qiáng)，而且由于深孔加工在實(shí)踐中較為普遍，加上不同材質(zhì)、不同工藝與技術(shù)要求間的差異區(qū)別了非常突出，因此應(yīng)該對(duì)這些方法的異同點(diǎn)進(jìn)行一些具體分類、數(shù)據(jù)整理、以及刀具工作的相關(guān)因素，注重其內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，從而提升加工技術(shù)水平與切削質(zhì)量；在這方面可創(chuàng)新的空間較大，所以，應(yīng)該加強(qiáng)在難度、精度、質(zhì)量方面的反思，提高加工的創(chuàng)新能力。

參考：

［1］趙玉霞.利用掛輪改變齒厚法車削變齒厚蝸桿［J］.滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（2） .

［2］廖德崗，蔡悅?cè)A，車曉毅等.異型柱面數(shù)控車銑組合加工疊加成形技術(shù)研究［J］.湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2014 （2）.

［3］王瑜蕾，呼詠，張軍等.加大直徑及變齒厚的新構(gòu)形齒輪精滾刀的研究［J］.工具技術(shù)，2014（8）.

［4］朱穎，何東敏.風(fēng)扇增壓級(jí)整體鼓筒數(shù)控車加工技術(shù)研究［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（3）.