慢走絲線切割工藝在深孔加工中的應(yīng)用

萬(wàn)建文，鐘良偉，王長(zhǎng)榮

（1.共青科技職業(yè)學(xué)院，江西 九江 332020；2.中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所九江分部，江西 九江 332900）

深孔一般是指孔深與孔徑比值大于等于6倍以上的孔。隨著機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，需要深孔加工的零件產(chǎn)品種類越來(lái)越多，全球范圍內(nèi)基本是利用金屬切削加工的方式進(jìn)行切削加工。如果按傳統(tǒng)的加工方法加工不僅僅加工精度和孔的表面粗糙度低，而且加工效率低，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，報(bào)廢率高，還會(huì)出現(xiàn)鉆孔跑偏、堵屑，甚至鉆頭折斷等現(xiàn)象，散熱差、排屑差，加工刀具易磨損，加工費(fèi)用大的情況。

以下圖工件加工為例：

零件材料為：38CrMnSi。

圖1 深孔加工零件結(jié)構(gòu)圖

讀圖：

（1）零件是一根長(zhǎng)75mm、直徑是φ10mm的棒料。

（2）棒料中間是Φ5mm的通孔。

（3）孔的長(zhǎng)徑比為25:1，達(dá)到深孔標(biāo)準(zhǔn)。

（4）孔Φ5mm的圓度誤差和圓柱度誤差均為±0.002mm。

（5）其他尺寸誤差均為自由度誤差。

1 之前對(duì)深孔加工的工藝安排

原工藝路線（只針對(duì)Φ5mm孔）：

（1）中心鉆打中心孔。

（2）用Φ3.5mm鉆頭鉆通。

（3）用Φ4.5mm鉆頭擴(kuò)孔。

（4）用Φ4.7mm鉸刀做半精鉸。

（5）用Φ4.8mm鉸刀做精鉸。

（6）用Φ4.0mm衍磨棒進(jìn)行衍磨，達(dá)到尺寸和形位誤差要求。

圖2 金屬切削加工設(shè)備圖

圖3 深孔加工衍磨棒

圖4 慢走絲線切割加工圖

2 原工藝安排進(jìn)行時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題

依據(jù)原工藝路線來(lái)看，運(yùn)用的是金屬切割刀具進(jìn)行切割加工，分別采用中心孔（Φ5.5）→鉆孔（Φ3.5）→擴(kuò)孔（Φ4.5）→半徑鉸孔（Φ4.7）→精絞（Φ4.8）→衍磨（到Φ5.0），其中除中心鉆和衍磨棒以外，使用的切削刀具均為非標(biāo)刀具，單套刀具費(fèi)用為11.85萬(wàn)元(進(jìn)口刀具報(bào)價(jià)，數(shù)量各為2只)，可加工零件數(shù)量在420件左右；另外，加工效率低，平均用時(shí)為6.47小時(shí)/個(gè)；而且產(chǎn)品合格率僅為20%。因此為了保證交貨數(shù)量，在下料階段就需要投入5.5~5.2倍的原材料，嚴(yán)重浪費(fèi)材料和資金。

3 慢走絲線切割工藝及機(jī)床的特點(diǎn)

慢走絲線切割是一種電極絲做單向低速移動(dòng)的線切割機(jī)床。一般而言其走絲速度低于0.2mm/s，通過(guò)3次切割精度可以達(dá)到0.001mm，表面質(zhì)量也接近磨削水平，具有工作平穩(wěn)、均勻、加工質(zhì)量高、抖動(dòng)小等特點(diǎn)。因此在加工高精度零件時(shí)，慢走絲線切割機(jī)床得到廣泛應(yīng)用。

4 慢走絲線切割的工藝技術(shù)的引進(jìn)和使用

根據(jù)慢走絲線切割加工的特點(diǎn)，我們將圖示零件孔加工的工藝可以更改為：

（1）用中心鉆打中心孔。

（2）用Φ3.5mm鉆頭鉆通。

（3）用慢走絲機(jī)床加工三次，尺寸精度保證Φ4.9mm±0.01mm，圓度誤差和圓柱度誤差保證范圍在±0.005mm內(nèi)。

（4）用Φ4.0mm衍磨棒進(jìn)行衍磨，達(dá)到尺寸和形狀誤差要求。

5 加工工藝更改后的產(chǎn)品

依據(jù)更改后的工藝路線對(duì)30只零件進(jìn)行孔加工，產(chǎn)品合格率為96.6%，加工用時(shí)為2,16小時(shí)/個(gè)，其中，線切割加工用時(shí)為0.915小時(shí)/個(gè)，珩磨為0.37小時(shí)/個(gè)。

6 總結(jié)

在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中，按此工藝流程進(jìn)行加工，不但達(dá)到零件的尺寸和形狀誤差的要求，提高了加工效率，提升產(chǎn)品制造的合格率，而且顯著的降低了刀具成本。

慢走絲線切割工藝有它的局限性，我這里這是列舉其中一個(gè)例子，但我還是希望我們的工藝人員在制定工藝路線時(shí)拓展思路、打破常規(guī)、勇于創(chuàng)新，為祖國(guó)的制造業(yè)發(fā)展提升一個(gè)平臺(tái)。