基于管板深孔加工工藝技術(shù)及優(yōu)化分析

摘 ?要：管板已被應(yīng)用在石油化工、鍋爐設(shè)備、制冷、汽輪機(jī)等各行各業(yè)，這就對(duì)管板的加工提出了很高的要求。深孔技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)制造中的一項(xiàng)重要技術(shù)，深孔加工難度大，工作量大，因此它已成為一個(gè)重要的加工過程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高硬度、高強(qiáng)度的新型零件不斷涌現(xiàn)，對(duì)加工效率、加工質(zhì)量和加工成本提出了更高的要求。因此，管板深孔加工的優(yōu)化成為一個(gè)備受關(guān)注的問題。本文分析了基于管板深孔加工工藝技術(shù)的難點(diǎn)，針對(duì)深孔加工進(jìn)行了完善和優(yōu)化，以力求提升生產(chǎn)技術(shù)水平，保持工藝品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：管板;深孔加工;工藝技術(shù)優(yōu)化

深孔加工也是機(jī)械設(shè)備加工中的一個(gè)關(guān)鍵問題，難點(diǎn)就是由于孔深、剛性較差、硬度降低，容易造成刀具的偏斜、排屑不便，而且往往會(huì)造成孔變大，甚至產(chǎn)生錐形等特殊現(xiàn)象，因而達(dá)不到對(duì)加工品質(zhì)的需要。隨著科技的進(jìn)步以及機(jī)器生產(chǎn)的升級(jí)換代，對(duì)深孔加工的產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率都需要進(jìn)一步提升，所以，研發(fā)深孔加工工藝對(duì)于提高機(jī)械加工技術(shù)有著很大的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1深孔加工技術(shù)分析

1.1鉆桿

鉆桿應(yīng)選用45鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)加工后的HB為260～280，鉆桿與鉆桿之間的接頭、鉆桿與刀頭的銜接均應(yīng)選用方牙螺紋，其好處是硬度大、易于拆卸，斷裂后也容易配制。在加工深孔時(shí)，對(duì)安裝的鉆桿應(yīng)該作如下檢查，檢查鉆桿結(jié)合處，兩直徑差距不宜過大，無毛刺形成、飛邊等瑕疵。彎曲量也不能過大，且鉆桿和鉆套的間距也不宜過大，一旦間距過大，則需要經(jīng)常調(diào)換支撐套。檢查鉆桿的內(nèi)孔中是否有漏洞和雜物，以免卡緊鐵碎片。鉆桿須在使用結(jié)束后逐節(jié)拆開，并分節(jié)放置，以避免因其尺寸過大而引起扭曲變形。在工作完畢后，工人的任務(wù)就是把鉆桿孔內(nèi)的切屑全部清理完畢，對(duì)方牙螺紋位置方面要特殊加以保護(hù)，而其余地方則要注意防止生銹。

1.2深孔加工刀具

首先對(duì)二個(gè)切割刃口的對(duì)稱性進(jìn)行檢驗(yàn)，然后再分別測(cè)二個(gè)切割刃的直徑是否一致，最后再測(cè)二個(gè)切割刃的對(duì)稱點(diǎn)距支承平面的高度是否相同，這二項(xiàng)檢驗(yàn)的差值以小于0.3為宜。橫刃的寬窄和切割阻力也有很大的關(guān)聯(lián)，如果橫刃過寬，軸流式力大，鉆桿彎曲度增大，產(chǎn)生螺旋槽的可能性也更大;橫刃變窄，板鉆硬度降低，可能崩壞。對(duì)于深孔切割，板鉆對(duì)工件材質(zhì)的敏感度也較大，根據(jù)工件材質(zhì)不同，板鉆部分夾角也應(yīng)因此而異，當(dāng)工件材質(zhì)硬、力度大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低前角和后角的度數(shù)，當(dāng)工件材質(zhì)較軟、塑性力大時(shí)，刀具的前角宜大些。

1.3冷卻及潤滑

在深孔加工過程中，有效地利用冷卻設(shè)備可以更好地保證鉆桿的剛度和方向性。在深孔加工過程中，冷卻和潤滑系統(tǒng)不僅可以冷卻和潤滑，還可以減少磨損和振動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生良好的消聲效果。由于鉆井過程中產(chǎn)生的高強(qiáng)度和高強(qiáng)度，通常需要潤滑劑，使用潤滑劑可以克服鉆孔阻力。使用冷卻液還可以消除鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的熱量，使鉆桿和鉆孔溫度保持在相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，有效地保證鉆桿的剛度和深孔加工質(zhì)量。

1.4加工工藝

針對(duì)管板鉆孔深L和鉆孔直徑D比較超過10的典型深孔，可以選用現(xiàn)代數(shù)控深孔鉆床的加工工藝方法，目前使用的意大利三軸數(shù)控深孔鉆具，其最高機(jī)械加工區(qū)域?yàn)?m x5.3m，最高機(jī)械加工深度范圍為1100mm ，最高機(jī)械加工孔徑區(qū)域?yàn)棣?3mm ～φ60mm，，其機(jī)械加工技術(shù)能力已全面涵蓋了所探究的管板。在加工刀具的選用上依據(jù)機(jī)械加工設(shè)備選用以BTA鉆頭，其工作機(jī)理為將切削液直接通過導(dǎo)軌套注人鉆頭磨損附近的機(jī)械加工區(qū)域，并利用強(qiáng)勁的切削液壓力對(duì)其表面加以潤滑和冷卻，同時(shí)使鐵碎片從鉆桿內(nèi)排出，這種強(qiáng)力冷卻和排屑方法尤其適合于深孔工藝。

2基于管板深孔加工工藝技術(shù)的優(yōu)化

2.1改進(jìn)了引導(dǎo)孔與鉆頭間距

為正確引導(dǎo)鉆頭的進(jìn)鉆，一般采用在管板上加工出導(dǎo)引孔，以起到引鉆效果，不過由于鉆頭會(huì)在與導(dǎo)引孔間形成一定的空隙，此縫隙也會(huì)造成在引導(dǎo)開鉆頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差，并隨著軸向引力的增加而擴(kuò)大。在如果鉆頭和導(dǎo)引孔間的空隙過小時(shí)，則鉆頭很容易和導(dǎo)引孔形成嚴(yán)重碰撞，最后形成抱轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致刀具的損傷和零部件的報(bào)廢。由此可見，導(dǎo)孔與鉆頭之間磨損縫原直接危j害著鉆機(jī)的耐久度與鉆頭品質(zhì)，同時(shí)也是限制內(nèi)孔的關(guān)鍵。因此本文通過實(shí)測(cè)刀具長度，將導(dǎo)孔宜與刀具之間的直尺示間距限制在0.03mm以內(nèi)，從而精確引導(dǎo)加工程序的穩(wěn)定，管板深孔加工效果顯著，有效地增加了深孔鉆頭磨損、鏜刃的耐用度，并大大提高了工作效率，從而提高了深孔質(zhì)量。

2.2導(dǎo)塊位置的影響

管板深孔加工程序中，導(dǎo)塊的定位對(duì)最后機(jī)械加工造型精確度具有十分關(guān)鍵的作用，因?yàn)閷?dǎo)塊需要在其固定的軌跡上工作，才能保持在機(jī)械加工程序中對(duì)鉆頭產(chǎn)生磨損的穩(wěn)定性。尤其是出鉆和引鉆時(shí)，鉆進(jìn)方向有時(shí)很不平衡，會(huì)形成強(qiáng)烈震蕩，使鉆進(jìn)偏移原軌跡，從而嚴(yán)重影響鉆孔精度。如果我們?cè)阢@機(jī)頭體的后端面增加了一個(gè)減振塊，當(dāng)用鉆頭鉆孔時(shí)，鉆頭磨損并與引導(dǎo)孔碰撞，鉆進(jìn)方向出現(xiàn)嚴(yán)重偏離，從而形成強(qiáng)烈扭轉(zhuǎn)震蕩，此時(shí)減振塊也將發(fā)揮減振的功能，從而保證刀刃穩(wěn)定和改善了加工鉆進(jìn)的形狀精度。

2.3改進(jìn)深孔鉆排屑方式

由于外排屑方式在卡盤處的軸向無法頂緊，制動(dòng)時(shí)液壓不足，刃具表面不能完全潤滑并完全淬火，刀刃損壞嚴(yán)重。機(jī)械加工時(shí)中軸向尺寸在串動(dòng)，嚴(yán)重負(fù)面影響了寬度規(guī)格要求。經(jīng)改進(jìn)了深孔鉆頭的排屑方法，把原來外排屑變?yōu)閮?nèi)排屑，切屑從刀桿內(nèi)流出，切割液則從鉆桿內(nèi)流入。自制了一個(gè)轉(zhuǎn)接套，用卡盤夾住并項(xiàng)緊軸端，對(duì)這樣的軸流式設(shè)計(jì)尺度進(jìn)行了限制，內(nèi)排屑時(shí)對(duì)切屑的大小和外形都要加以控制，優(yōu)異的高溫冷卻水潤滑性，以及優(yōu)異的熱透氣性、排屑性，使切割液能有效地滲透到刃口上，并確保切屑能順暢流出。

結(jié)束語：

在管板加工過程中，深孔加工技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含量高、操作難度大的復(fù)雜技術(shù)。優(yōu)化管板深孔加工工藝可以有效提高深孔加工精度、加工效率、零件加工質(zhì)量，積累管板加工深孔的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 關(guān)慶鶴，廉松松，杜鑫. 鎳基合金堆焊管板深孔加工工藝技術(shù)及優(yōu)化[J]. 鍋爐制造，2017（5）：44-47.

[2] 趙云川，鄒泉，廖曉祥，等. 微波膨脹梗絲加工工藝的選擇及優(yōu)化[J]. 煙草科技，2016，49（12）：60-70.

[3] 廉松松，關(guān)慶鶴，王立昆，等. 超厚管板深孔加工工藝的研究及應(yīng)用[J]. 壓力容器，2021，38（11）：82-86.

作者簡介：巫均平，男，漢族，職稱：講師，碩士，研究方向：機(jī)械工程