軸類零件深孔鉆削工藝的改進

■漢川數控機床股份公司（陜西漢中 723003）王 侃 楊 藝 張 恒 李 寧

長期以來，深孔加工一直是機械加工的難點。在我公司，空心鏜軸是數控鏜床的關鍵零件，其內孔與外圓同軸度、直線度、表面粗糙度質量等公差要求都比較高，尺寸公差也較為嚴格。多年來，空心鏜軸的深孔加工一直制約著成套生產。

下面以我公司落地式數控鏜床（HFBC1636）的鏜軸為例。該鏜軸材料為38CrMoAlA，調質265～285 HBW。此零件的最小孔長徑比約為92∶1，采用常規深孔鉆削方法，很難保證圖樣要求。為此，我們對深孔鉆削工藝進行了以下改進，具體如圖1所示。

根據我公司現有設備，鉆孔時我們選用TK2125A深孔鉆機床，刀具采用深孔加工用噴吸鉆頭，以推鏜方式進行加工。

鉆孔時工藝路線為：車引孔→鉆φ38 mm通孔→車外圓（消除孔與外圓不同軸）→消應力→校直→外磨→擴、鏜孔至φmm，深度至3566 mm →擴、鏜孔至深度至圖樣尺寸→后續工序。

以前，在鉆孔時，工件一端由機床自定心卡盤夾持，另一端靠壓盤頂緊，中間有中心架輔助支承。鉆孔時，工件正向旋轉，鉆桿反方向旋轉并進行軸向進給。開始鉆削時，靠一段引導孔導向，鉆頭上有約25～40 mm長的支承條支承，工件右端有支承套支承鉆桿。切削液由右端進入工件內孔，將切屑經鉆頭前端排屑口進入鉆桿內孔排出。由于鉆孔時采用推鏜方式加工，鉆頭和鉆桿受到軸向壓力，但只有鉆頭處和鉆桿末端有支承，鉆桿中部沒有支承，導致鉆削過程中，鉆桿剛性不足，容易產生彎曲，遇到硬點容易產生偏擺、振動，導致加工的內孔與外圓同軸度、直線度及圓度都很差，內孔表面粗糙度也較差，容易造成廢品。具體如圖2所示。

為了提高空心鏜軸內孔加工質量，我們對鉆削工藝方法做了以下改進：

（1）鉆孔時，在鉆桿上安裝支承套，約300 mm一個，對鉆桿進行有效支承。但是，深孔鉆削時必須有足夠的切削液進入工件內孔，對刀具進行冷卻，并將切屑經鉆桿內孔帶走（見圖3）。為此，我們將支承套外圓設計成矩形花鍵形狀，采用膠木制作，既能有效支承鉆桿，增加鉆桿剛性，降低鉆桿與支承套之間的磨損，又能滿足切削液順利進入工件內孔，對刀具進行冷卻，將切屑帶走。

圖1 鏜軸示意圖

圖2 以前鉆削深孔示意圖

圖3 改進后鉆擴削深孔示意圖

（2）按照沉孔鉆的原理，在擴孔鉆頭前增加導向部分，提高內孔外圓同軸度。

（3）為了提高膠木支承套的使用壽命，我們將支承套提前浸泡在切削液中，降低膠木套的磨損。具體如圖3所示。

經過以上改進后，我們在大型落地式鏜床加工空心鏜軸深孔時，無論是形位公差，還是尺寸、表面粗糙度都能完全滿足圖樣要求。