深孔加工在設(shè)備修理中的應(yīng)用

郭 輝

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽(yáng) 473009)

在設(shè)備修理中經(jīng)常遇到孔的長(zhǎng)度與直徑之比L/D＞5的深孔加工，例如壓鑄機(jī)的油缸、氣缸、注射機(jī)的機(jī)筒等，這些零件的特點(diǎn)是孔的尺寸精度高，表面粗糙度值小(一般尺寸公差在0.01～0.04 mm，粗糙度Ra值在0.02～0.04 μm之間 )，屬于高精度深孔加工。

1 深孔加工特點(diǎn)

(1)深孔加工時(shí)軸線易歪斜，而加工用刀桿較細(xì)長(zhǎng)，強(qiáng)度、剛度均較差，在加工孔時(shí)容易引偏和振動(dòng)。

(2)刀具冷卻散熱條件差，磨損快。

(3)排屑困難，影響工件表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生刀具崩刃，甚至拆斷刀桿。

在深孔加工中，我們根據(jù)以上三方面特點(diǎn)，采取工件旋轉(zhuǎn)和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)刀具的剛度，減小刀具的引偏，采用壓力輸送切削液，以便及時(shí)冷卻刀具和排除切屑，從而成功地加工出各類深孔零件。例如60 g注射機(jī)機(jī)筒的加工見圖1。L/D=22，選用設(shè)備為C620-1普通車床。

2 加工步驟如下

(1)粗鉆孔：采用加長(zhǎng)的φ20 mm麻花鉆裝在機(jī)床的尾座內(nèi)進(jìn)行鉆孔，為排除切屑和冷卻刀具，鉆頭每送進(jìn)一段需從孔內(nèi)退出，反復(fù)進(jìn)行直到孔鉆通。

(2)擴(kuò)孔：更換成加長(zhǎng)的φ40 mm麻花鉆，方法同上。

(3)鏜孔：鏜刀桿見圖2。經(jīng)鉆擴(kuò)削的孔需進(jìn)行粗精鏜孔，首先粗鏜到尺寸φ41.5±0.1 mm，接著調(diào)整刀桿尺寸精鏜到φ42+0.03 mm，粗糙度Ra值達(dá)到1.6 μm。鏜孔的關(guān)鍵是刀具、引導(dǎo)、冷卻、排屑。我們選擇刀頭的材料為YT15硬質(zhì)合金，刀桿材料為45#鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

導(dǎo)向塊分為前導(dǎo)向塊和后導(dǎo)向塊，材料為松木，安裝后加油潤(rùn)滑，調(diào)整前導(dǎo)向塊徑向尺寸與孔緊配，后導(dǎo)向塊徑向尺寸略大于孔尺寸，即尺寸為φ43 mm。因?yàn)槟静挠袕椥?，具有浮?dòng)鏜刀的特點(diǎn)，可避免擦傷已加工表面。

冷卻是利用機(jī)床自身的冷卻管，引向工件未端，采用工件內(nèi)排屑方法，既達(dá)到冷卻刀具，又達(dá)到?jīng)_走切屑的目的。

(4)滾壓加工：滾壓輔具見圖3。滾壓前要先通過(guò)調(diào)整螺母2、6，調(diào)整滾壓頭4的徑向尺寸。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母2、6，可以使固定套5軸向移動(dòng)，向左、向右可以達(dá)到滾壓頭徑向尺寸分別縮小或擴(kuò)大。一般鋼材的滾壓過(guò)盈量為0.1～0.12 mm，經(jīng)滾壓后孔徑增大0.02～0.03 mm。精度可達(dá)到0.01 mm，粗糙度Ra值可達(dá)到0.02 μm，表面硬化耐磨。

滾壓速度取325～400 r/min，進(jìn)給量0.12～0.3 mm/r。因?qū)儆诠庹庸ぃ瑵L壓一次到兩次即可。滾壓后的尺寸公差范圍較滾壓前按直徑計(jì)算可縮小10%～15%，零件的形狀一般不會(huì)有顯著的改善。

3 切削液

在深孔加工中，為了保證切屑順利排出及對(duì)刀具的充分冷卻，要求有恒定壓力和足夠流量的切削液。常用壓力為1～6 MPa，流量為50～300 L/min，還要有足夠的容積，以保證切削液溫度不致過(guò)高，一般控制在35～50℃。

切削液一般采用60%機(jī)油加40%柴油，對(duì)要求精度高的深孔加工可選用40%極壓硫化油加40%煤油，再加上20%氯化石臘，效果更好。

4 其它加工方法

在設(shè)備修理中經(jīng)常遇到鑄鐵孔的修理，而滾壓加工對(duì)鑄鐵的質(zhì)量不穩(wěn)定，原因主要是鑄件硬度不均、表面疏松，氣孔和沙眼等缺陷，因此鑄件可采用珩磨、研磨方法加工。研磨方法見圖4。

研磨亦適用于鋼件，但效率較滾壓方法低。

5 結(jié)語(yǔ)

以上介紹了深孔加工在設(shè)備修理中的應(yīng)用，對(duì)于位置精度要求較高的孔，必須在光整加工前道工序中保證。因?yàn)闊o(wú)論滾壓、研磨、珩磨一般都不能保證孔的位置精度。此外，根據(jù)零件材料的變化、孔徑的大小、精度的高低，合理地選擇加工方法，均能收到滿意的效果。

［1］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.