自動切削液在普通鉆床和攻絲機上的設計和應用

四川九洲電器集團有限責任公司 (綿陽 621000) 王 鵬 游洪建

普通刀具在鉆床和攻絲機批量加工過程中，對于不銹鋼和其他脆硬材料，加工鉆頭直徑小于5 mm，絲錐小于M5 的孔和螺紋，刀具壽命往往不長，需要頻繁更換刀具，主要表現為退火、折斷以及切削刃磨損嚴重。

刀具壽命直接影響生產效率。經過分析，造成刀具壽命不長的原因很多，諸如進給量、刀具材料和刀具刃磨角度等。還有更重要的一點就是切削液，采用合適的切削液往往可以緩解其他因素的產生，延長刀具壽命。切削液的作用有3 種:清洗、冷卻和潤滑，然而普通鉆床和攻絲機只能通過手動對刀具進行清洗、冷卻和潤滑，生產效率不高。是否可以在鉆床和攻絲機上設計自動切削液的澆注，一直是我們關心和討論的問題。

1.設計前常用方法及分析

常用方法有兩種:①使用普通材料刀具鉆削或攻螺紋時，在旁邊放置小油桶和油刷，邊加工邊用油刷沾油對刀具進行清理、潤滑和冷卻(見圖1)。②采用合金刀具，無需切削液。

使用油刷的優點是清理、潤滑時相對靈活，可根據實際情況進行處理，適合小批量或單件生產。缺點是生產效率不高且容易遺漏，造成浪費。對于M5 以下的攻螺紋，沒有加到潤滑液的孔在攻螺紋時絲錐容易折斷、堵塞，是傳統的加工方式。

圖1

采用合金刀具的優點是硬度高、高溫承受能力強、生產效率高，無需切削液。缺點是生產成本高，由于鈑金零件中孔的尺寸大小繁多，需求量大，而且合金鉆頭脆性大，細長孔加工容易折斷。如果是合金絲錐盲孔加工時絲錐折斷，則斷屑不易取出，零件報廢風險提高。

2.自動切削液設計方案和思路

方案(1):改進油刷對刀具上油。針對鉆床和攻絲機的特點，我們找來了軟管和油刷(見圖2)，用軟管一端纏住油刷，另一端將其固定在鐵塊上，油刷沾上油，需要時把油刷移動到刀具上，潤滑冷卻完畢后離開。反復調試，效果都不太理想，切削液容易四處飛濺，還需不停地上油，不能實現自動化。

圖2

方案(2) :更換思路，對刀具進行“輸液”。醫院給病人輸液，液體是通過輸液袋總管，再通過液體管將液體流向病人身體內。是否也可以給刀具來一個“輸液”?于是我們找來了輸液袋和注射器，像給病人輸液一樣把油裝進輸液袋然后掛在高處(見圖3)，用支架支撐固定液體流向，使切削液可以直接流到刀具上或工件孔內，液體的流速可以通過調節閥來控制，果然這樣做的效果非常好，每一滴液體剛好落在被加工孔內，基本符合我們對自動切削液的設計初衷。

圖3

3.生產中的使用效果

圖4 所示為加工零件。零件材料為1Cr18Ni9Ti，加工工藝是在已有孔的板面后點焊一塊2 mm 厚的不銹鋼進行加固，然后再把孔鉆通。原來采用肥皂水利用小刷對工件表面加切削液，現在我們采用新辦法對零件進行加工，為此專門設計了一輸液支架(見圖5)，支架的活動支撐臂可以上下移動和傾斜，方便切削液適應鉆臺高度和位置的調整，還在鉆臺下面設置了一回收池，方便對液體進行回收再利用。

圖4

圖5

鉆床主軸轉速為1400 r/min，刀具材料為W18Cr4V，鉆頭刃磨為薄板群鉆，勻速進給。使用新方法后，通過和原方法對比，新方法加工速度比原方法提高1 倍，每一滴液體都會被充分利用，切削液的用量減少。以往一把刀具只能加工200 個孔，現在可以加工400 個孔左右，出乎我們的意料。