相交深孔與相貫深孔的加工方法

■陜西柴油機(jī)重工有限公司 （咸陽(yáng) 713105）虎臣 趙亞君 李 博

相交深孔與相貫深孔的加工方法

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摘要：本文主要論述相交孔及相貫孔的加工，如何確保其精度，如何確定其加工順序、交叉孔的加工等，采用這些方法可提高效率、減少刀具消耗。

1. 問(wèn)題的產(chǎn)生

傳統(tǒng)的深孔加工其孔深與孔徑之比>5，需要鉆、鏜、擴(kuò)及鉸等多道工序才能加工出具有較高精度和較好表面質(zhì)量的長(zhǎng)孔，目前所謂的深孔都超過(guò)8D（即孔深與孔徑D之比>8）。

對(duì)于從事機(jī)械加工的工程技術(shù)人員，箱、殼體類(lèi)的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單講就是“銑面鉆孔的過(guò)程”，銑面往往是為了鉆孔?？椎募庸ふ紦?jù)著重要地位，除了關(guān)鍵孔的加工，還有許多輔助孔的加工，如潤(rùn)滑油孔、切削液孔等，雖然是輔助孔，但其加工質(zhì)量決定零件的加工質(zhì)量。如何加工如圖1所示的相交孔及相貫孔，如何確保其精度，如何確定交叉孔的加工順序等，都是生產(chǎn)中必須面對(duì)的問(wèn)題。

目前該類(lèi)深孔加工的刀具有以下幾種：其一是采用麻花鉆，分級(jí)加工，即幾種直徑一致長(zhǎng)度不同的鉆頭，加工一個(gè)深孔；其二是采用槍鉆，先加工預(yù)鉆引導(dǎo)孔，擴(kuò)孔、鉸孔等，再利用槍鉆進(jìn)行加工。如何保證孔的鉆尖偏移量最少，甚至不發(fā)生偏移，是工藝人員分析確定工藝方案的難點(diǎn)。

圖1

2. 問(wèn)題分析

相交孔、相貫孔加工一般必須注意兩點(diǎn)：其一是孔的加工順序及工藝方案；其二是加工刀具及切削參數(shù)的選擇。

（1）對(duì)于相交孔來(lái)說(shuō)，其加工順序決定被加工孔質(zhì)量、孔的位置精度及加工時(shí)排屑是否順暢；除此之外，還影響鉆頭能否快速進(jìn)給、是否存在折斷鉆頭的風(fēng)險(xiǎn)及交叉孔的直徑差。φ8mm 與φ30mm孔的加工如圖2所示。

（2）加工刀具的選擇及相應(yīng)刀具切削參數(shù)的選擇，是加工相交深孔及相貫孔的關(guān)鍵，必須考慮以下幾個(gè)方面的因素：①被加工孔的直徑、深度及質(zhì)量（公差、表面粗糙度及直線(xiàn)度）3個(gè)最基本的參數(shù)，本文所涉及的深孔基本是10倍D以上，孔的表面粗糙度值為Ra=12.5μm，尺寸精度為IT11左右。②被加工零件的材料是否具有良好的斷屑效果，組織是否均勻，孔深是否連續(xù)，零件能否固定穩(wěn)妥。③機(jī)床的功率能否滿(mǎn)足深孔加工的轉(zhuǎn)矩要求，主軸內(nèi)冷的壓力及流量是否能夠滿(mǎn)足深孔加工的排屑要求。④孔

深在10D（被加工孔徑）以上、孔徑D≥20mm的，可選用可轉(zhuǎn)位U鉆或槍鉆，而U鉆最大加工深度不能超過(guò)14D，超過(guò)14D部分可采用槍鉆，但直徑上限為45mm；孔徑D≤20mm的，可根據(jù)性?xún)r(jià)比綜合考慮，選用槍鉆。

圖2

3. 解決問(wèn)題的方法

交叉孔、相貫孔的深孔加工順序是工藝安排的首要任務(wù)，合理的安排能夠達(dá)到事半功倍的效果，其遵循如下原則。

（1）連接深孔先于被連接通孔的加工，被連接通孔中直徑大于連接深孔的，必須放在連接深孔后面加工。如圖1a所示，連接深孔φ14mm、被連接孔2個(gè)φ10mm和φ20mm，應(yīng)先加工深孔φ14mm，再換工位加工2個(gè)φ10mm和φ20mm。如果φ20mm先于φ14mm加工，就會(huì)導(dǎo)致在加工φ14mm深孔時(shí)，鉆頭排屑不暢，在相交處易發(fā)生夾屑或鉆尖偏移。

（2）被加工深孔與大圓孔相交，如圖1b所示，加工φ10mm孔深300mm，由于深孔相對(duì)于大圓孔是偏心的，若采用直接鉆孔，不能鉆通，鉆頭的鉆尖過(guò)大，孔就會(huì)偏移；采用定心鉆套工裝如圖3所示，工裝不僅制作麻煩，還要求被加工大圓孔在鉆φ10mm深孔之前，具有一定的配合精度，而且鉆孔時(shí)在鉆模與大孔間隙處容易夾屑，尤其是被加工材料為鋼件時(shí)，鉆孔質(zhì)量下降，鉆頭易崩刃，嚴(yán)重時(shí)鉆頭折斷，損壞零件毛坯。經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算，采用改變毛坯形狀確?？椎募庸べ|(zhì)量，簡(jiǎn)化深孔加工，其形狀如圖4所示，特別注意凸臺(tái)的橫向壁厚一般≥10mm，下凸臺(tái)平面鑄造面壁厚≤2mm，在鉆通上臺(tái)面孔后，采用定心鉆加工下臺(tái)面，再用麻花鉆鉆通；或不換鉆頭，當(dāng)鉆尖到達(dá)下凸臺(tái)面后，應(yīng)降低轉(zhuǎn)速與進(jìn)給量（特別推薦轉(zhuǎn)速100～150r/min、進(jìn)給量0.05～0.08mm/r），待鉆尖在下臺(tái)面鉆深達(dá)5mm后，再恢復(fù)正常的加工速度。

此類(lèi)孔如果定位精度在0.5mm以?xún)?nèi)，可采用以下加工流程：硬質(zhì)合金短鉆頭鉆通上半部分→端面銑刀刀檢下凸臺(tái)面→定心鉆鉆中心孔→換長(zhǎng)麻花鉆鉆通，這樣可有效防止鉆頭偏移。

（3）相交孔如果是大小孔交叉，一般遵循以下原則：先小后大（見(jiàn)圖1a及圖4深孔加工），先長(zhǎng)后短（見(jiàn)圖1a），先主后次，先斜孔后直孔。

如圖2所示，帶有30°斜角φ8mm深孔的加工順序：加工側(cè)邊φ8mm直孔→加工30°斜角φ8mm深孔→加工側(cè)面φ30mm孔。

圖3

圖4

4. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，加工相交孔或相貫孔是加工中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，采用小小的創(chuàng)新，在加工時(shí)合理安排加工順序，不僅能夠降低深孔的加工難度，還能提高孔的加工質(zhì)量。以上幾種方法是我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望與大家共同分享，共同探討。

收稿日期：（20141225）