大直徑接長鉆頭加工方法的改進

于慧敏

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

大直徑的接長鉆頭的加工方法(φ70以上)，在其材料結構的選用上一般有整體和對焊兩種方式。采用整體結構加工的刀具其材料成本巨大，工具制造成本增加、采用對焊結構加工刀具時受設備加工能力的限制，往往不能滿足加工要求。

現(xiàn)在專業(yè)工具制造廠家為了節(jié)約刀具材料費用，一般采用可換刀頭的結構。但此結構由于加工定位精度要求高，需用專業(yè)的數(shù)控機床加工，只適合于批量生產(chǎn)。對于單件小批量生產(chǎn)的刀具則不適合采取這種結構。我們一般采用對焊結構來解決這一問題。

1 焊接結構大直徑接長鉆頭加工過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

在加工大直徑的焊接結構接長鉆頭時，由于刀具刃部及柄部采用不同材料(一般刃部采用高速鋼W6Mo5Cr4V2，柄部采用45號鋼)，對焊加工時加熱熔點不同。采用傳統(tǒng)方法焊接時，先將刃部加熱，達到指定溫度后再加熱柄部。但由于感應圈的加熱面積小，加熱時間較長，當柄部達到指定溫度時，刃部受外界溫度的影響已經(jīng)冷卻，使對焊處的溫度不一致，會產(chǎn)生結合處融合不好，而對接處由于間隙小(0.2 mm)，只依靠環(huán)形槽容納焊料(傳統(tǒng)對焊結構見圖1)，加熱時受熱脹冷縮的影響空氣及焊料不能及時排出，產(chǎn)生對焊件抱死、沒有達到對焊深度、焊接不牢固等缺陷。在加工產(chǎn)品工件時由于扭矩大，容易使鉆頭在焊接處斷裂，鉆頭刃部留在產(chǎn)品內(nèi)部拿不出來，對產(chǎn)品質量造成嚴重的影響。

圖1 傳統(tǒng)對焊結構

針對以上問題，經(jīng)過設計人員、工藝人員以及操作者的共同分析研究，首先在設計結構上進行改進。在對焊處柄部加工出對稱的4個軸向排氣槽，其作用是使焊接時對焊處刃、柄間的空氣及多余的焊料能夠及時排出，使對焊處刃、柄間的接觸面積增大(對焊處帶有排氣槽結構見圖2)。

圖2 對焊處帶有排氣槽結構

同時對高頻對焊機進行改造。

首先根據(jù)高頻對焊機的額定出功率，在不影響機床性能的前提下將加熱感應圈由單波環(huán)形感應圈(見圖3)改為多波環(huán)形感應圈(見圖4)，使工件加熱部位面積增大，對焊時工件內(nèi)外溫度一致，防止了對焊時由于冷熱不均而產(chǎn)生的融合不好、抱死等現(xiàn)象。

圖3 單波環(huán)形感應圈

圖4 多波環(huán)形感應圈

另外，在加工工藝上進行改進。采用刃部先預熱，然后刃、柄再同時加熱，使焊料與工件能充分融合，并且多余的焊料及空氣能及時從排氣槽排出，使刃柄徹底融合以達到對焊深度，加強了焊接強度。

2 加工成本的比較

接長鉆頭一般用于加工深孔。鉆頭的整體長度較長600 mm以上，而加工工件時，刃部的可使用部分較短，刃部與柄部的比例多為1∶5，甚至更多。

選用對焊結構加工鉆頭時，刃部材料一般采用高速鋼 W6Mo5Cr4V2，柄部材料為45號鋼。W6Mo5Cr4V2的材料成本為57元/kg，45號鋼的材料成本為4元/kg。因此加工一支接長的鉆頭若整體采用高速鋼W6Mo5Cr4V2材料，其材料的成本就很大。對于大直徑的接長鉆頭來講，其設計結構若采用整體高速鋼結構加工，其材料成本是對焊結構成本的14倍以上。鉆頭越長，成本相差越多。

3 結語

經(jīng)過多次生產(chǎn)及試驗，用此方法加工的刀具不僅完全滿足了設計圖紙要求，而且在使用過程中其強度及韌性也達到了生產(chǎn)要求，并且降低了刀具的材料制造費用，節(jié)約了刀具制造成本，達到了降成增效的目的。