淺談錐形分布孔加工工藝研究

【摘要】目前錐形分布孔零件在車間通用設(shè)備上加工效率低、勞動強度大、加工成本高，而且容易引起零件磕碰劃傷，影響工件的表面質(zhì)量。且此類零件在加工中心上加工，加工成本也會大幅提高。伴隨著社會的發(fā)展，科技的不斷進步，磁力鉆的誕生在一定程度上解決此類零件提高加工效率，降低加工成本的需要。磁力鉆結(jié)合了手電鉆及臺鉆的優(yōu)勢，是新時代的產(chǎn)物。在加工錐形分布孔零件時大大降低了工人的勞動強度、解決了翻轉(zhuǎn)工件次數(shù)頻繁等許多問題。

【關(guān)鍵詞】錐形分布孔；通用設(shè)備；加工效率；鉆胎；磁力鉆

我公司承接OEM零件齒輪箱的加工業(yè)務(wù)，見圖一。此工件為箱體類零件加工，材質(zhì)為：QT500-7。齒輪箱的加工瓶頸工序是鉆油孔的加工工序，油孔呈錐形分布，直徑為∮8mm深110mm，兩個端面及兩個軸孔共有24個油孔。由于目前車間實際生產(chǎn)時通用設(shè)備加工效率低、工人翻轉(zhuǎn)工件次數(shù)頻繁勞動強度大，導(dǎo)致加工成本大幅提高，且容易引起零件磕碰劃傷，嚴重影響了工件表面質(zhì)量。且此類零件在加工中心上加工，加工成本也會大幅提高。

一、通用設(shè)備加工錐形分布孔零件困難原因分析

方案一Z3050搖臂鉆加工現(xiàn)狀分析：

1）轉(zhuǎn)動工件一次只能鉆兩個孔，加工此零件需要翻轉(zhuǎn)工件12次。

2）此工件相對比較大，鉆車加工時需要上角度胎，工件的裝卡及裝卡位置要求比較高。工件裝卡及翻轉(zhuǎn)時需要一個輔助工輔助工作，占用勞動力。輔助時間要遠遠超出機動時間，所以此加工方法不可取。

方案二T612鏜床加工現(xiàn)狀分析：

1）在鏜床加工需要制作角度胎，工件裝卡一次只能鉆八個孔，加工成品需要翻轉(zhuǎn)3次，轉(zhuǎn)動工作臺9次。

2）鏜床加工費用比鉆車加工費用高，加工成本相應(yīng)提高。輔助時間要超出機動時間，所以此加工方法同樣也不可取。

方案三 手電鉆加工現(xiàn)狀分析：

手電鉆加工時需要用鉆胎，且加工時進給主要靠人力進給，工人勞動強度大、鉆孔尺寸及位置精度低、容易掰斷鉆頭，此加工方法同樣也不可取。

方案四 加工中心加工現(xiàn)狀分析：

此工件外形尺寸大，需求的加工中心加工范圍要求大，成本也會大幅提高，同樣此方法也不可取。

通過以上四種方案的分析可以得出此零件加工需要解決的問題有：1）減少工件翻轉(zhuǎn)次數(shù)，節(jié)省勞動力，降低勞動強度2）減少輔助時間，提高加工效率。3）降低加工費用。

二、磁力鉆加工錐形分布孔零件的優(yōu)勢

磁力鉆工作原理磁力鉆主要是通過機器本身底部的電磁鐵，通電后產(chǎn)生磁性，可以直接吸附在大型鋼結(jié)構(gòu)件上，方便大工件大鉆孔。在通電情況下，磁力鉆通過電磁效應(yīng)產(chǎn)生上千公斤的磁力，使之能夠吸附在鋼板及結(jié)構(gòu)件上，起到固定機器的作用，磁力越強，磁力鉆在工作時的機身能更加穩(wěn)定，鉆孔的精度也越高。

當打開機器開關(guān)機器轉(zhuǎn)子部分高速旋轉(zhuǎn)，再通過傳動齒輪組帶動傳動軸旋鉆帶動鉆頭運動，在需要鉆孔的部位通過鉆頭進行切削鉆孔，與火焰切孔相比鉆出來的孔精度高，屬于物理切削，不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不會讓材質(zhì)變形。鉆頭除了市面?zhèn)鹘y(tǒng)的麻花鉆以外，還有專門用于磁力鉆的空心鉆頭，這種鉆頭采用銑刀的原理，具有效率高，精度好的效果。

磁力鉆主要結(jié)構(gòu)由四部分構(gòu)成，轉(zhuǎn)子，定子，傳動軸，導(dǎo)軌，傳動齒輪組，線路板，電磁感應(yīng)線圈磁座，及其鋁、高強塑料、鐵頂鑄體構(gòu)成。

磁力鉆具有外形小、工作電壓為220V。整機裝備質(zhì)量輕，約15KG，結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密而輕巧，使它具有通用性跟便攜性。磁力座使得水平、垂直或者高處操作成為可能。所以廣泛廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)鉆孔作業(yè)及受空間影響的鉆孔作業(yè)，尤其是造船業(yè)、造紙業(yè)、橋梁、機械設(shè)備安裝、鋼結(jié)構(gòu)工程、地鐵建設(shè)、大型設(shè)備維修、電廠維修及一切管道工程。

磁力鉆見圖2，英國麥格磁力鉆TAP30基本參數(shù)：取芯鉆孔：∮12-100毫米 麻花鉆孔：∮1-32毫米 攻絲直徑：∮6-30毫米 過渡套：莫氏3號 切削深度：100毫米 行程：255毫米 電機功率：1800W 總功率：1850W工作電壓：220v Ⅰ檔轉(zhuǎn)速：60-140min-1 Ⅱ檔轉(zhuǎn)速：200-470min-1磁座吸附力：27000N 外形尺寸：（長）×（寬）×（高）340毫米×130毫米×480毫米 重量： 19Kg。

三、鉆胎配合磁力鉆加工錐形分布孔工藝

磁力鉆鉆油孔工序時磁力鉆裝卡鉆頭，通過鉆頭及鉆套位置調(diào)整好磁力鉆位置。磁力鉆通電，產(chǎn)生電磁力吸附在鉆胎上。加工過程中磁力座處電源不斷電，免去后續(xù)對刀工序。加工時只需要將鉆胎在工件定位止口內(nèi)轉(zhuǎn)動。鉆完一個孔，只需轉(zhuǎn)動鉆胎，在用定位銷定位，進行后續(xù)鉆孔，保證孔的相對位置，保證油孔的位置度。

鉆胎結(jié)構(gòu)是組裝式，由鉆模板和角度塊兩部分構(gòu)成，通過螺栓壓緊。鉆胎設(shè)計要求如下：1、設(shè)計時需考慮磁力鉆行程、磁力座受力面積。2、鉆模板斜孔位置精度、加工及測量。3、鉆油孔效率。鉆油孔效率通過轉(zhuǎn)動鉆胎實現(xiàn)。鉆胎見圖3。

齒輪箱加工工藝流程為：銑（上下面）—鏜（軸孔及端面）—劃線—鉆（軸孔端面螺紋孔）—磁力鉆（油孔）

四、結(jié)論

通過在磁力鉆上加工與在通用設(shè)備上加工做對比，在磁力鉆上加工零件翻轉(zhuǎn)一次就能完成整個加工過程。大幅度降低輔助時間。加工效率相對通用設(shè)備上加工，比鉆車提高了300%，加工成本比鏜床加工成本降低了400%。

參考文獻

[1]聞邦椿.《機械設(shè)計手冊》第五版，北京：機械工業(yè)出版社，2010.1

[2]傅水根.《機械制造工藝基礎(chǔ)》第二版，北京：清華大學(xué)出版社，2004.6