前軸鎖銷相貫孔加工方法

■ 湖北神力鍛造有限責任公司 （湖北丹江口 442700） 席化俊

1. 零件介紹

目前汽車前軸主銷孔普遍采用鎖銷結(jié)構(gòu)，鎖銷孔與主銷孔相貫，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是裝配簡單，便于零件的更換。鎖銷孔加工如果采用普通鉆頭無法滿足孔徑及相貫尺寸要求。相貫孔的鉆削加工，因為破孔處的沖擊導(dǎo)致鉆頭受力不均，鉆頭容易出現(xiàn)崩刃、斷刀和磨損快的現(xiàn)象，質(zhì)量也難以穩(wěn)定控制。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示，工況及加工條件如下：被加工材料為5 0鋼，硬度2 8～32HRC，毛坯面上鉆孔，鎖銷孔徑φ16+0.1+0mm，表面粗糙度值Ra＝1.6μm，主銷孔與鎖銷孔中心距公差±0.15mm，一件兩孔，專用機床，機床帶內(nèi)冷卻，液壓夾具，液壓刀柄。

采用普通鉆頭鉆削鎖銷孔到相貫處時存在以下問題：①鎖銷孔鉆偏，孔徑超差，位置超差。②孔粗糙度超差。③鉆頭崩刃、斷刀。④破孔處軸向力突然減少，主軸和鉆頭不會再保持均勻進給，瞬間向前竄動，出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。

為了破解這一難題，采用整體內(nèi)冷硬質(zhì)合金鉆（見圖2）展開了多項工藝試驗以得到最佳的加工方法。

2. 鎖銷相貫孔常見問題及解決方案

結(jié)合各品牌刀具供應(yīng)商提供方案，試加工效果都不太理想，鉆削時有如下問題。

1）方案1：采用可換頭式鉆頭或U鉆，鉆頭加工到破孔處，可換頭的頭部經(jīng)常會脫落，此方案不穩(wěn)定。

2）方案2：采用標準硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆頭一道工序完成，通過試驗證明了加工不穩(wěn)定，刀具壽命低，經(jīng)常斷刀，直線度和表面質(zhì)量難以保證。

圖1 前軸鎖銷孔交叉孔

圖2 整體內(nèi)冷硬質(zhì)合金鉆

3）方案3：采用硬質(zhì)合金內(nèi)冷平底鉆加工，試驗證明，加工效率低，刀具磨損很快，需頻繁換刀。磨損鉆頭導(dǎo)致振動，使鉆削輪廓變形，呈現(xiàn)孔橢現(xiàn)象。

4）方案4：采用三刃帶硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆，切削過程中有良好的導(dǎo)向，提升孔徑加工穩(wěn)定性，但切削阻力大，且刀具修磨后鉆頭倒錐對加工孔徑公差產(chǎn)生影響，出現(xiàn)通規(guī)檢測不能完全通過的現(xiàn)象，刀具未達到使用壽命便更換，刀具成本高。

以上方案都有明顯不足，結(jié)合以上數(shù)據(jù)，我們通過多次試驗，對加工方案進行了分析、改進，總結(jié)出合理的加工方案。

1）方法一：鉆孔前，增加引導(dǎo)鉆①（見圖3），采用“引導(dǎo)鉆①+硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆②”加工鎖銷孔，保證硬質(zhì)合金鉆鉆削時定心準確，提升鉆頭壽命及孔徑加工穩(wěn)定性。

2）方法二：固化刃口工藝，采用橫刃形式、刀尖倒角，刃口倒刃，倒鈍處理，進一步提高刃口耐磨性。

3）方法三：優(yōu)化切削參數(shù)，采用五段分段式進給，在相貫孔處降低速度，提升加工穩(wěn)定性，有效保護刀具刃口，即采用φ16mm硬質(zhì)合金鉆頭加工，vc=60m/min，進給分三段，加工到25mm深時采用f=0.15mm/r，加工到60mm深時（即破孔加工段）降低進給量f=0.1mm/r，破孔加工完后再恢復(fù)到f=0.15mm/r，直至把整個孔加工完畢（見圖4）。

4）方法四：加寬鉆頭直徑尺寸，由原來的φ16.04mm增加到φ16.07mm，消除刀具修磨后鉆頭倒錐對加工孔徑的影響，提高刀具平均使用壽命（見圖5）。

通過以上方法測試，加工孔徑尺寸100%合格，且加工質(zhì)量穩(wěn)定性得到提升，主、鎖銷孔交叉距穩(wěn)定。

3. 結(jié)語

按照改進方法進行生產(chǎn)，達到了很好的效果：①鉆頭正常磨損，加工狀況穩(wěn)定，可以持續(xù)保證孔的尺寸，孔徑合格率100%。②壽命穩(wěn)定在50～60件，可重復(fù)修磨使用，刀具有效修磨使用次數(shù)達到5～6次，刀具使用壽命提升。③效率提高33%。

圖3 引導(dǎo)鉆和硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆

圖4 分段進給示意

圖5 硬質(zhì)合金內(nèi)冷鉆