淺談新型深孔鉸刀研制

付華，王圣波，劉連祥

（1.寶雞石油機械有限責任公司自動化設(shè)備分公司；2.中原石油工程公司塔里木分公司；3.寶鈦集團有限公司寬厚板材料公司，陜西 寶雞 721002）

深孔鉆削在機械加工過程中占有非常重要的地位，由于有一些技術(shù)問題尚未解決，至今仍是金屬切削加工的“瓶頸”工序。在深孔加工中，隨著加工生產(chǎn)的需要，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求愈來愈高，原來的深孔鉆頭已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要。在加工深孔長軸類零件時，主要存在的問題：由于刀具吃刀量不均勻，切削力周期性變化產(chǎn)生振動，產(chǎn)品產(chǎn)生離心力也產(chǎn)生振動；鉆頭本身也有不穩(wěn)定性，致使再用普通深孔鉆頭加工中可能有偏斜，而且光潔度也不高。因此，需要找到影響以上問題的主要原因。

1 原因分析

普通深孔鉆頭是利用外齒副刃和兩個導(dǎo)向塊的三點定圓自行導(dǎo)向進行切削，導(dǎo)向塊必須保持與已加工孔壁接觸，并且具有一定的壓力，才能保證切削過程的穩(wěn)定性。但是，隨著深孔加工的進行，由于導(dǎo)向塊表面與已加工內(nèi)孔表面的摩擦力作用，使導(dǎo)向塊的直徑愈來愈小，相互之間的擠壓力也變小，那么，就會產(chǎn)生切削過程的不穩(wěn)定性，產(chǎn)生孔內(nèi)刀紋，而且由于導(dǎo)向塊的導(dǎo)向作用消失，也會產(chǎn)生孔內(nèi)偏斜，影響了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，從而產(chǎn)生了廢品。為了解決這一技術(shù)難題，特設(shè)計了一種新型深孔鉸刀。

2 新型深孔鉸刀的研制

2.1 新型深孔鉸刀的主要技術(shù)參數(shù)

C—副刀刃（圓柱刃部），機加式深孔鉸刀，切削與導(dǎo)向分離，制成兩個直徑。取“C”≤0.01mm。

K—倒錐。為了減小鉸刀導(dǎo)向部分與鉸刀圓柱刃與孔壁的非正常刮削，減小摩擦力矩，導(dǎo)向塊和圓柱任帶要磨倒錐K。

L—軸向滯后量。單刃鉸刀導(dǎo)向塊前端相對鉸刀刀尖軸向滯后量。約為0.4～1mm。

D—圓周直徑差。膠木圓周直徑比導(dǎo)向塊圓周直徑大0.60～0.70mm。

2.2 創(chuàng)新點

（1）鉸孔刀是在一般鉆頭的基礎(chǔ)上增設(shè)了膠木和刀座減震塊，膠木是柔性材料，伸縮性比較好。在設(shè)計時，膠木的直徑比導(dǎo)向塊的直徑大0.60～0.70mm，這樣就使膠木與孔內(nèi)壁緊密接觸，起到減震和扶正的作用。原來深孔鉸刀只使用導(dǎo)向塊，由于長時間的摩擦，使導(dǎo)向塊的尺寸愈來愈小，與孔內(nèi)壁的接觸不再緊密，無法很好地起到導(dǎo)向扶正的作用。增設(shè)膠木后，雖然也存在摩擦，但由于膠木的伸縮性比較好，摩擦力的作用不明顯，且隨著加工溫度的升高，膠木自身也熱漲比較明顯，使得膠木能緊密地與孔內(nèi)壁接觸，使鉆頭仍然起到導(dǎo)向和減震作用，大大提高了產(chǎn)品的內(nèi)孔精度、光潔度和孔內(nèi)偏斜。

（2）鉸孔鉆頭還在刀座上增設(shè)了膠木材料的減震塊（見圖1），從而也減少了合金刀片在加工中的不穩(wěn)定性，更起到了進一步的減震左右，從而提高了深孔產(chǎn)品的表面質(zhì)量。深孔鉸刀示意圖如圖2，深孔鉸刀實體圖如圖3。

圖1 減震塊示意圖

圖2 深孔鉸刀示意圖

圖3 深孔鉸刀實體圖

2.3 新型深孔鉸刀的主要使用優(yōu)點

（1）鉸削過程是切削、刮削、擠光、導(dǎo)向和減震共同作用的結(jié)果，鉸刀切削部分由切削刃、過渡刃和修光刃組成。在切削過程中，切削刃起切削作用，過渡刃起刮削作用，修光刃和導(dǎo)向塊起擠光和導(dǎo)向作用，膠木起減震作用。所以，鉸刀加工的精度高，光潔度高。

（2）鉸刀加工余量很小，切削厚度很薄，鉸削過程中切削力和振動小，加工穩(wěn)定，減小了產(chǎn)品孔內(nèi)刀紋，提高了孔內(nèi)光潔度。

3 結(jié)語

（1）健康、安全、環(huán)保措施及效果：由于使用新型鉸孔刀，使產(chǎn)品在加工過程中穩(wěn)定性提高，減少了震動，使生產(chǎn)安全系數(shù)提高，有利于操作者的人身安全。同時，產(chǎn)品加工中產(chǎn)生的噪音減小，使操作者在健康、安全的環(huán)境中工作。

（2）應(yīng)用情況：由于新型鉸刀的使用，使機床的加工范圍有了很大的提高，原來因無深孔刀具無法正常加工的產(chǎn)品，現(xiàn)在已能順利進入加工生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品的表面光潔度及加工質(zhì)量，現(xiàn)在各系列鉸孔鉆頭在機床的運行狀況良好，主要用于光潔度要求較高的長孔類產(chǎn)品的加工。