軸類零件深孔鉆削工藝的改進(jìn)

■漢川數(shù)控機(jī)床股份公司（陜西漢中 723003）王 侃 楊 藝 張 恒 李 寧

長期以來，深孔加工一直是機(jī)械加工的難點(diǎn)。在我公司，空心鏜軸是數(shù)控鏜床的關(guān)鍵零件，其內(nèi)孔與外圓同軸度、直線度、表面粗糙度質(zhì)量等公差要求都比較高，尺寸公差也較為嚴(yán)格。多年來，空心鏜軸的深孔加工一直制約著成套生產(chǎn)。

下面以我公司落地式數(shù)控鏜床（HFBC1636）的鏜軸為例。該鏜軸材料為38CrMoAlA，調(diào)質(zhì)265～285 HBW。此零件的最小孔長徑比約為92∶1，采用常規(guī)深孔鉆削方法，很難保證圖樣要求。為此，我們對深孔鉆削工藝進(jìn)行了以下改進(jìn)，具體如圖1所示。

根據(jù)我公司現(xiàn)有設(shè)備，鉆孔時我們選用TK2125A深孔鉆機(jī)床，刀具采用深孔加工用噴吸鉆頭，以推鏜方式進(jìn)行加工。

鉆孔時工藝路線為：車引孔→鉆φ38 mm通孔→車外圓（消除孔與外圓不同軸）→消應(yīng)力→校直→外磨→擴(kuò)、鏜孔至φmm，深度至3566 mm →擴(kuò)、鏜孔至深度至圖樣尺寸→后續(xù)工序。

以前，在鉆孔時，工件一端由機(jī)床自定心卡盤夾持，另一端靠壓盤頂緊，中間有中心架輔助支承。鉆孔時，工件正向旋轉(zhuǎn)，鉆桿反方向旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行軸向進(jìn)給。開始鉆削時，靠一段引導(dǎo)孔導(dǎo)向，鉆頭上有約25～40 mm長的支承條支承，工件右端有支承套支承鉆桿。切削液由右端進(jìn)入工件內(nèi)孔，將切屑經(jīng)鉆頭前端排屑口進(jìn)入鉆桿內(nèi)孔排出。由于鉆孔時采用推鏜方式加工，鉆頭和鉆桿受到軸向壓力，但只有鉆頭處和鉆桿末端有支承，鉆桿中部沒有支承，導(dǎo)致鉆削過程中，鉆桿剛性不足，容易產(chǎn)生彎曲，遇到硬點(diǎn)容易產(chǎn)生偏擺、振動，導(dǎo)致加工的內(nèi)孔與外圓同軸度、直線度及圓度都很差，內(nèi)孔表面粗糙度也較差，容易造成廢品。具體如圖2所示。

為了提高空心鏜軸內(nèi)孔加工質(zhì)量，我們對鉆削工藝方法做了以下改進(jìn)：

（1）鉆孔時，在鉆桿上安裝支承套，約300 mm一個，對鉆桿進(jìn)行有效支承。但是，深孔鉆削時必須有足夠的切削液進(jìn)入工件內(nèi)孔，對刀具進(jìn)行冷卻，并將切屑經(jīng)鉆桿內(nèi)孔帶走（見圖3）。為此，我們將支承套外圓設(shè)計成矩形花鍵形狀，采用膠木制作，既能有效支承鉆桿，增加鉆桿剛性，降低鉆桿與支承套之間的磨損，又能滿足切削液順利進(jìn)入工件內(nèi)孔，對刀具進(jìn)行冷卻，將切屑帶走。

圖1 鏜軸示意圖

圖2 以前鉆削深孔示意圖

圖3 改進(jìn)后鉆擴(kuò)削深孔示意圖

（2）按照沉孔鉆的原理，在擴(kuò)孔鉆頭前增加導(dǎo)向部分，提高內(nèi)孔外圓同軸度。

（3）為了提高膠木支承套的使用壽命，我們將支承套提前浸泡在切削液中，降低膠木套的磨損。具體如圖3所示。

經(jīng)過以上改進(jìn)后，我們在大型落地式鏜床加工空心鏜軸深孔時，無論是形位公差，還是尺寸、表面粗糙度都能完全滿足圖樣要求。