用槍鉆加工AMD彈翼孔探討

劉時(shí)英 付昌星

摘要：國(guó)內(nèi)很多兵工企業(yè)是老企業(yè)，技術(shù)改造是攔路虎。介紹了某廠成功運(yùn)用槍鉆加工彈翼的過程，希望對(duì)同行有所借鑒。

關(guān)鍵詞：鉆孔；槍鉆；彈翼

中圖分類號(hào)：TG712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.010

作者簡(jiǎn)介：劉時(shí)英（1976-），女，漢族，湖南益陽人，碩士，懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向：材料成形，E-mail：1259775896@qq.com。

1槍鉆工作原理

槍鉆因最早用于加工槍管而得名，能一次性地快速完成各種高精孔的加工。槍鉆的工作原理如圖1所示。鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)與推進(jìn)，切削液經(jīng)空心鉆桿流至鉆頭，經(jīng)其中的小孔到達(dá)切削刃。切削刃的特殊結(jié)構(gòu)保證導(dǎo)向與切鉆精度，產(chǎn)生的切屑在冷卻液的回流推動(dòng)下，經(jīng)排屑槽而溢出工件表面。

2AMD彈翼孔工藝分析

AMD彈翼需加工的深孔中最小孔的直徑是12，深度達(dá)1291 mm，孔深與直徑之比約為108∶1，盡管孔是階梯形，但孔的同軸度有要求。一般工藝為先加工小孔，再擴(kuò)孔，而小孔的加工采用槍鉆工藝最為理想。

現(xiàn)在實(shí)行的工藝是用普通鉆頭焊一加長(zhǎng)桿，在T68鏜床上鉆削，由于鉆頭長(zhǎng)度有限和排屑困難， 需采用鉆、擴(kuò)、鉸等工序，加工困難，容易斷鉆頭，經(jīng)常鉆偏，鉆一件產(chǎn)品需要一個(gè)星期，且孔的直線度、階梯孔的同軸度差，有時(shí)鉆孔偏離到上下兩面，造成產(chǎn)品報(bào)廢。此零件孔的加工工序就是該件產(chǎn)品的加工瓶頸。

3AMD彈翼孔槍鉆鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在槍鉆工藝中，鉆刃是整個(gè)槍鉆的關(guān)鍵部分。鉆刃的的基本參數(shù)有：外刃角φ外、內(nèi)刃角φ內(nèi)，鉆尖角2φ[2φ=180°-（φ外+φ內(nèi)）]及刃尖的偏心距e偏。為了確保鉆頭在切削時(shí)的徑向分力和主切削力作用在鉆頭的支撐區(qū)上，也為了防止拉傷孔的表面，實(shí)驗(yàn)時(shí)用逐次逼近法確定外刃角和內(nèi)刃角（經(jīng)驗(yàn)先確定鉆尖角為120°）。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步確定鉆頭中的過油孔形狀與尺寸。由于條件所限，我們沒有采用腎形、雙圓及其它異形孔，而是針對(duì)圓形孔來確定參數(shù)（直徑與位置）。最后定出的參數(shù)為φ外=30°、φ內(nèi)=20°、φ=3 mm單圓孔。鉆尖并不在鉆頭的幾何中心，而是退讓02 mm，這樣情況下，排屑形狀良好，而且排出通暢，能適應(yīng)不穩(wěn)定的切削力。

鉆頭和鉆桿采用焊接連接。鉆桿用無縫鋼管按要求軋出V形排屑溝槽，在保證鉆桿有足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，鉆桿內(nèi)徑盡可能取大些，以利切削部分的冷卻潤(rùn)滑及排屑通暢。從AMD彈翼孔的加工來看，影響鉆桿變形的主要力是切向力，經(jīng)計(jì)算鉆桿壁厚取075～15 mm較合適。

由于客觀原因，鉆頭目前用高速鋼制成，準(zhǔn)備進(jìn)一步用硬質(zhì)合金制造。

驅(qū)動(dòng)柄為圓柱形，側(cè)面銑出兩個(gè)平面，以便夾持與消除應(yīng)力集中。

4鉆機(jī)系統(tǒng)

該產(chǎn)品鉆孔工序是在260 mm×40 mm的方形截面上鉆孔，且有多個(gè)孔，所以產(chǎn)品不好旋轉(zhuǎn)，只能鉆頭旋轉(zhuǎn)，因此加工設(shè)備最好選用T68鏜床和鏜床上的專用夾具配合使用，或選T68鏜床的工作臺(tái)配一車床動(dòng)力頭和相應(yīng)墊板，必要時(shí)采用專用設(shè)備。

5油壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于槍鉆工藝需要從鉆桿內(nèi)孔送入高壓油，而鏜床冷卻系統(tǒng)的液壓泵壓力不夠，所以實(shí)施此工藝還要設(shè)計(jì)一套液壓系統(tǒng)。我集團(tuán)自行設(shè)計(jì)了一個(gè)普通泵泵站，切削液采用高“EP”的油基水溶性冷卻液，壓力34～98 MPa。由于鉆頭要旋轉(zhuǎn)，且鉆桿要和高壓油管相聯(lián)，所以鉆桿裝夾部分的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮和高壓油管聯(lián)接的可靠性、密封性、裝卸方便。為防止鉆桿彎曲，可在鏜床工作臺(tái)上設(shè)計(jì)一開放式可調(diào)支承。

6加工要求

引孔要求：在鏜床上使用槍鉆工藝加工AMD深孔時(shí)，可用普通鉆頭鉆出引孔，引孔深度h≥32 mm。

參數(shù)要求：鉆頭入孔前，旋轉(zhuǎn)速度v=15～25 m/min，進(jìn)給速度f=001～002 mm/r；入孔后，參數(shù)改為旋轉(zhuǎn)速度v=40 m/min，進(jìn)給速度f=003～004 mm/r。

分級(jí)切削：由于鉆桿支撐距離與鉆桿直徑比不大于45，故每鉆削深度達(dá)直徑的30倍時(shí)為一級(jí)，實(shí)際切削時(shí)，每級(jí)調(diào)整時(shí)間為1～3 min左右，每級(jí)切削時(shí)間6～10 min。

7加工結(jié)果

產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)檢要求，速度快且尚未出現(xiàn)產(chǎn)品因鉆孔而報(bào)廢的現(xiàn)象。加工的結(jié)果如下表所示。

8加工需注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)守操作規(guī)程：鉆引導(dǎo)孔→手工將鉆頭引入引導(dǎo)孔→霧化→啟動(dòng)主軸→開啟進(jìn)給；鉆完，逆序操作。

（2）嚴(yán)格遵守分級(jí)參數(shù)。

（3）加工中，密切注意鐵屑的顏色與排屑是否順暢，正常情況是切屑銀白、短螺旋卷曲，排出順利。

（4）注意鉆機(jī)是否有異響，如有異常，及時(shí)停機(jī)。

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