端面深孔及偏心斜孔的加工方法研究

劉揚++戰開明++李寶生++楊柳

摘 要：深孔加工一直是機械加工中的瓶頸點，文章探索研究了零件端面深孔及偏心斜深孔的加工方法，嘗試采用立式加工中心及坐標鏜床來實現偏心斜孔及深孔的加工，為行業內深孔加工技術奠定了基礎。

關鍵詞：深孔；斜孔；加工方法

引言

零件為研制產品，無專用工裝，加工過程中通過自制小工裝、組合工裝來完成。此外，嘗試采用立式加工中心及坐標鏜床來實現偏心斜孔及深孔的加工。

1 零件介紹

零件為鑄件，其主要結構為：一側為法蘭面及直徑Φ5的偏心斜深孔，一側是直徑為Φ2的深30.9mm的深孔，其理論壁厚值為1mm，第三側面為Φ6的通孔，且圖紙要求3個側面孔的中心線同一空間徑向平面上位置偏差不大于0.3。

2 工藝性分析

目前尚無加工細長孔的專用工裝及設備，鉆深孔時，因鉆頭細長、強度低、剛性差、易變形，為了達到一定的加工精度，就必須增加加工次數，若鉆頭剛度不足，進給速度快，鉆孔容易產生引偏，使被加工孔的中心發生偏斜，此外由于切削情況看不清，測量和控制尺寸、冷卻和排屑都比較困難，這給加工帶來了極大的困難。

3 試驗加工

3.1 確定加工方案

考慮到裝配要求，結合設計基準，此零件的加工基準我們選擇了法蘭面端。首先從法蘭端入手，為保證后續各方向孔及尺寸精度要求，端面及端面孔采用一次加工，設備選用立式加工中心。夾具設計上首次的方案是以另一側端面為基準，夾緊方形平面。

3.2 加工試驗

試加工首件時零件發生偏移，法蘭孔中心距及零件總長均超差，通過研究發現因裝夾面為毛料面，平面間平行度差，夾緊受力時導致零件隨之傾斜。根據出現的狀況，在夾具上進行了一些改進，側面方面增加輔助支撐及角向限制，此外，切削進給量由原來的0.2mm調整為0.1mm，確保了基準面及基準孔的精度。此零件加工中的重點兼難點是之后的兩個深孔的加工。

所謂深孔是指孔深與孔徑之比大于5的孔。我們所要加工的孔是深徑比約15倍的，并且帶有傾斜角度的，加工中鉆頭與孔壁有較長的接觸與摩擦，切削條件差；切削液難于送到切削區；鉆削抗力劇增，易造成鉆頭偏離和鉆頭折斷等現象。

影響深孔加工的因素很多，其中加工方法，加工設備及加工參數，排屑問題是幾大關鍵因素。

加工方法及設備的確定：

孔的加工方法常用的有車床上鉆孔、鉆床鉆孔及電火花打孔。車床及鉆床加工深孔，往往出現鉆頭顫動和磨損較快的現象，小鉆頭又容易折斷。電火花打孔表面粗糙度差，且加工深孔時常出現孔徑帶錐度及孔偏現象。基于這樣，我們嘗試采用立式加工及坐標鏜床來完成深孔及斜孔的鉆削。

首先利用立式加工中心的優勢，通過數控程序準確找到孔的中心位置，以保證設計尺寸要求，并用鉆頭打約5mm深中心孔。用此辦法同樣能找到偏心孔的位置。接下來再用坐標鏜床繼續加工。

3.3 參數的確定

在使用坐標鏜床過程中，我們采用手工進給，以消除由于材質和組織的不均勻性引起的鉆頭折斷，經過摸索確定了基本參數，如表1所示。

排屑問題：

由于孔徑過小切削情況看不清，加之孔較深，排屑比較困難。因采用的是多次鉆削，那么每次退出時把鉆桿上的鐵屑清理干凈，再用壓縮空氣吹內孔，這樣孔內的鐵屑可以排除干凈。

利用以上加工方法及參數，零件的深孔直徑及偏心位置均得到了很好的保證。

4 結束語

此次零件的加工，利用立式加工中心和坐標鏜床設備，自制小工裝4套，組合工裝4套，經過6個零件的試驗加工，摸索出了比較穩定的加工參數，孔徑尺寸、孔深度、孔的位置度均滿足設計圖樣要求，為今后此類零件的加工方法奠定了基礎。

參考文獻

[1]魏鑒梅.結構件制造技術[M].科學出版社，2002，10.

[2]劉杰華，任昭蓉.金屬切削與刀具實用技術[M].國防工業出版社，2006.