大直徑機夾扁鉆的研制

車延超

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

隨著國內電站設備制造行業的迅猛發展，產品的升級和更新換代非?？?，汽輪機也逐漸向大型化發展。高壓內、外缸水平法蘭的連接孔直徑越來越大，加工難度也隨之提高。如何合理選擇加工刀具成了一個新課題，通過近幾年實踐經驗的積累，針對高壓內、外缸水平法蘭孔的特點，我們研發出大直徑機夾扁鉆，生產應用中取得了較好效果。

1 大孔加工的工藝方案

大直徑孔加工刀具各不同，大孔加工的工藝方案大致有以下幾種：

1）麻花鉆預鉆孔，整體鑲焊式擴孔鉆擴孔。首先用φ65 mm 鉆頭鉆底孔，然后采用鑲焊式擴孔鉆每隔10 mm為一擋，逐次擴孔至所需尺寸。該工藝加工效率低、加工質量不穩定、工具費用高、工人的勞動強度大。

2）麻花鉆預鉆孔，機夾裝配式擴孔鉆擴孔。首先用φ65 mm 鉆頭鉆底孔，然后采用機夾裝配式擴孔鉆逐次擴孔至所需尺寸。該工藝的加工效率、加工質量、工具費用、工人的勞動強度等都有所改善，但仍然滿足不了生產需要。

3）采用硬質合金復合鉆。硬質合金復合鉆是當今世界大孔加工效率最高的切削刀具之一，它可以一次性完成所需孔徑的加工，在我公司大孔加工中，效果顯著。但該刀具只適用于數控龍門銑、數控落地鏜等功率大、剛性好的設備，不適合在剛性較差的搖臂鉆床上使用。

4）采用機夾扁鉆。由于機夾扁鉆刀片是高速鋼材質，針對刀具的結構、幾何參數以及切削用量都進行了優化，它可以一次完成所需孔徑的加工，所以特別適用于剛性較差的搖臂鉆床對大孔的加工，效果非常顯著。

2 機夾扁鉆的研發

根據哈爾濱汽輪機廠有限責任公司的設備分布及生產平衡情況，大部分汽缸大螺孔的加工均在大型搖臂鉆床上進行。為了提高搖臂鉆的切削效率，課題組根據我公司實際情況綜合考慮，決定對大直徑機夾扁鉆進行研制。大直徑機夾扁鉆主要由：刀片、鉆桿、定位銷及螺釘組成（如圖1 所示）。

圖1 機夾扁鉆結構

1）刀片。刀片材質選用高性能高速鋼（M42），經表面TiAlN 涂層處理。既有高硬度的表面，又有綜合性能較好的基體，適合在剛性較差的搖臂鉆床上使用。根據被加工零件材質、機床剛性等因素綜合考慮，刀片的鋒角選擇為135°～140°，該鋒角比普通鉆頭鋒角（120°）大，試驗表明有很好的定心導向作用。刀片橫刃選擇較小0.5～1 mm，軸向力小，定心效果好。刀片采用15°大前角，切削刃對稱，并開有交叉分屑槽，兩側有修光刃及刃帶，這樣可使切削輕快、平穩、排屑順暢，直線性好，表面粗糙度較低。

2）鉆桿。鉆桿的柄部采用莫氏6 號錐柄，搖臂鉆通用。螺旋排屑槽貫通鉆桿，排屑流暢（如圖2 所示）。

3）定位銷。刀片的徑向定位靠定位銷定位，刀片與鉆桿靠螺釘夾緊。

圖2 鉛桿

3 經濟效益

大直徑機夾扁鉆經過在哈爾濱汽輪機廠有限責任公司的半年多的推廣應用表明，在搖臂鉆上加工汽缸大螺孔，可一次完成所需孔徑的加工，加工效率提高3～4 倍，年節約工具費用、機床費用、工時費用在50 萬元以上，大大地減輕了工人的勞動強度，加工質量完全滿足圖紙要求。

4 結語

常言道：工欲善其事，必先利其器。隨著產品的提升，刀具與之相適應地提升也勢在必行，刀具的研發必須避免盲目追求高效率，也要兼顧成本控制，要對性價比最高的方案進行合理選擇，總之就是我們生產過程中的工作效率和成本控制的最高性價比的合理匹配。