深孔零件加工技術(shù)淺談

深孔零件加工是機械加工中的一個難題，尤其是細長孔的加工。難點在于刀具細長、剛度差、強度低、易引起刀具偏斜，且散熱困難等問題出現(xiàn)，從而達不到加工質(zhì)量的要求。因此，在沒有深孔加工的專用設(shè)備時，用普通設(shè)備加工深孔、細長孔，刀具和夾具的設(shè)計非常重要。

一、深孔、細長孔加工方法

深孔、細長孔加工過程：打中心孔—鉆孔—一次擴孔—二次擴孔—鉸孔

例：加工圖1所示的細長孔定位套零件。

深孔加工是指孔深與直徑之比L／d≥5的孔。大型企業(yè)對深孔零件的加工，主要采用專用的設(shè)備和特制輔助工裝設(shè)備加工。對于中小型的加工企業(yè)只能在普通機床上，采用簡易的工裝對深細長孔進行加工。如圖1所示的細長孔零件，因孔壁較薄，直接用11.8mm或11.9mm的鉆頭鉆孔，一次切削產(chǎn)生的熱量大，一次鉆削加工孔壁粗糙度并且尺寸精度也較差，不宜直接用來進行精鉸孔加工。因此，為了減小熱變形和殘余應(yīng)力對精加工的影響，操作者應(yīng)采取擴孔加工方法并充分澆注冷卻液的方法減小粗加工留下的加工誤差，以提高后續(xù)加工精度。

二、鉆頭的刃磨要求

齒輪定位套零件的加工，由于尺寸精度要求較高，所以，鉆頭的刃磨非常重要，尤其是對最后一次擴孔鉆頭的刃磨有特殊的要求。因此，操作者需要改進鉆頭的幾何參數(shù)，操作要求如下：一是在兩主切削刃上修磨出第二鋒角，一般不超過75°，并在外緣刀尖角處研磨出兩邊R0.2～0.5mm的圓弧過渡刃，粗糙度達Ra0.4μm以下，且兩個過渡刃相互對稱，高度一致，以增大刀尖外緣處的強度和耐磨度，改善散熱條件，減小孔壁的殘留面積高度。二是將前端棱邊磨窄，只保留0.1～0.2mm的寬度，修磨長度為4～5mm，以減小棱邊與孔壁的摩擦。三是修磨副切削刃、前刀面和后刀面，用400號以上油石研磨，最好用600號以上油石研磨，研磨各部位粗糙度達到Ra0.4～Ra0.2μm。

三、鉸孔及注意事項

1.浮動鉸刀的設(shè)計

實踐證明，擴孔有糾正形狀位置精度的能力，而鉸刀鉸孔只能保證尺寸、形狀精度和減小孔的表面粗糙度，但不能糾正孔的位置精度，有時，由于機床的振動，甚至鉸出的孔會變成橢圓形。當孔的尺寸精度、形位精度要求比較高，表面粗糙度要求又比較小時，往往還要再安排一次手工鉸孔加工。圖1中，定位孔的圓柱度要求很高，為避免常規(guī)機用鉸孔容易鉸出橢圓孔的現(xiàn)象，可預(yù)先設(shè)計具有自動定心功能的浮動鉸刀。選用12H7的直柄機用鉸刀，為讓鉸刀起到浮動的作用，再設(shè)計一套輔助夾具，輔助夾具的安裝孔要比鉸刀的夾持柄部大2～3mm，然后將鉸刀套在輔助夾具的安裝孔上，用4～5mm鉆頭將安裝孔連鉸刀柄一起鉆出一個定位孔，然后用圓柱銷將鉸刀安裝在輔助夾具上，即可得到簡易的浮動鉸刀。為提高鉸刀鉸削時的剛性和夾具的夾緊力，浮動鉸刀的輔助裝置最好采用莫氏5號的鉆夾頭裝夾。

2.鉸刀的選用

鉸孔的精度主要決定于鉸刀的尺寸，因此，最好選擇被加工孔公差帶中間1／3左右的尺寸的鉸刀。如圖1零件要求鉸12H7孔，則鉸刀尺寸最好選擇12mm+0.014mm尺寸的鉸刀。選用鉸刀時，鉸刀刃口必須鋒利，沒有崩刃和毛刺。一般要用鉸刀進行試鉸，再根據(jù)鉸出孔的實際尺寸對鉸刀進行研磨，修正鉸刀的直徑，直至鉸出合適的孔。

3.調(diào)整尾座軸線

鉸孔前，操作者必須先調(diào)整尾座套筒軸線，使之與主軸軸線的同軸度在0.02mm之內(nèi)，以提高鉸孔時孔的質(zhì)量。

4.選擇合理的鉸削用量

操作者要采用較小的切削速度，一般最好選擇小于5m／min、進給量取0.2～1mm／r。鉸削12H7的孔，車床轉(zhuǎn)數(shù)要選得較低些，取n=30～50r／min，最好不超過100r／min。

5.選擇合理的切削液

鉸削12H7的孔，用97%柴油加3%的機油作切削液，鉸出的孔尺寸精度及表面粗糙度更好。

四、采用浮動鉸刀加工深孔的優(yōu)點

一是夾具設(shè)計工藝簡單，制作容易，成本低。

二是加工質(zhì)量好，鉸孔的精度可達IT6～IT8，表面粗糙度一般達Ra0.8～Ra1.6μm。

三是加工的適用范圍較廣，對孔徑加工要求較高的中小孔(5mm～20mm)都可以通過制作不同的輔助夾套來裝夾相應(yīng)的鉸刀。

采用適當?shù)墓ぱb夾具，選擇合理的加工工藝，對加工精度要求較高的深孔加工的方法是可行的，對缺乏專用加工設(shè)備并單件或小批量生產(chǎn)的情況有較好的經(jīng)濟效益。

（作者單位：青島市技師學(xué)院）