深孔加工的特點(diǎn)以及槍鉆機(jī)床工裝的應(yīng)用

梁耀云

（中國重汽大同齒輪公司， 山西 大同 037000）

引言

為降低變速箱內(nèi)部齒面的摩擦，變速箱在設(shè)計(jì)過程中增加了內(nèi)部潤滑系統(tǒng)。通過對變速箱主軸增加軸向通孔，同時(shí)增加若干徑向孔，在主軸轉(zhuǎn)動過程中，潤滑油通過主軸軸向孔以及徑向孔將潤滑油分布到變速箱內(nèi)部各個(gè)零件上，達(dá)到系統(tǒng)潤滑的作用。為實(shí)現(xiàn)這一功能，在主軸零件加工過程中，需對主軸零件進(jìn)行軸向孔及徑向孔的加工。軸向孔的長徑比達(dá)到了50左右，因此稱為深孔加工。深孔一般是指孔的長徑比（即孔深和孔徑之比）大于5～10的孔。對于長徑比在5～20的普通深孔，可以使用長的麻花鉆在車床或鉆床上加工。對于長徑比在20～100的特殊深孔，需要在專用的深孔加工機(jī)床上用深孔刀進(jìn)行加工。下面將對主要長徑比大于20的特殊深孔進(jìn)行介紹。

1 深孔加工特點(diǎn)

深孔鉆削是一種較為復(fù)雜的工藝過程，需要解決導(dǎo)向、排屑和冷卻潤滑三個(gè)主要問題。

1.1 導(dǎo)向

由于孔的“長徑比”大，鉆桿細(xì)長，剛性差，鉆孔刀具在加工中容易震動，引起刀具偏斜及與壁的摩擦。因此，除了在深空刀具的設(shè)計(jì)上，一兩個(gè)導(dǎo)向塊和一個(gè)副切削刃自行導(dǎo)向外，在工件前面采用比刀具直徑大0.005～0.01mm的導(dǎo)向套以及便刀具正確導(dǎo)入。深孔鉆刀頭上均具有不同數(shù)量的導(dǎo)向支撐塊，在鉆孔過程中起導(dǎo)向支撐作用，保證孔的直線度，同時(shí)也起擠光作用，降低加工孔的表面粗糙度；根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)刀桿支撐套以較少刀桿的變形和振動。

1.2 排屑

深孔鉆削的切削多，排屑通道長且狹窄，故鐵屑不容易排出，易發(fā)生阻塞而造成鉆頭蹦刃。可采用控制鐵屑的長短和形狀，同時(shí)通過高壓切削液的內(nèi)排屑或外排屑刀具結(jié)構(gòu)排出鐵屑。

1.3 冷卻潤滑

深孔加屬于半封閉式切削，摩擦大，切削液不容易進(jìn)入切削區(qū)，切削溫度高，散熱困難，鐵屑只能帶走40%的熱量，刃口的切削溫度高達(dá)600℃。通過高壓切削液對刀具進(jìn)行冷卻潤滑[1]。

2 深孔鉆的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 外排屑深孔鉆

外排屑深孔鉆以單面刃的應(yīng)用較多。單面刃外排屑深孔鉆最早用于加工槍管，故又名槍鉆。槍鉆的結(jié)果簡單，它由切削部分和鉆桿部分所組成，工作時(shí)，高壓切削液由鉆桿后端的中心孔注入，經(jīng)月牙形孔和切削部分的進(jìn)油小孔到達(dá)切削區(qū)，然后迫使鐵屑隨同切削液由V型槽和工件孔壁的空間排出。這種槍鉆的切削部分常用硬質(zhì)合金或高速鋼制造。鉆桿一般用無縫鋼管制成，與切削部分焊接成一體。

2.2 內(nèi)排屑深孔鉆

內(nèi)排屑深孔鉆一般由鉆頭和鉆桿用螺紋連接組成。工作時(shí)，高壓切削液由鉆桿外圓和工件孔壁間的空隙注入，鐵屑隨同切削液由鉆桿的中心的中心孔推出，故名內(nèi)排屑。內(nèi)排屑深孔鉆一般用于 Φ15～Φ120mm、長徑比小于 100、表面粗糙度Ra3.2μm的深孔[2]。

2.3 深孔麻花鉆

隨著深孔加工工藝的不斷擴(kuò)大，在單間小批量加工中，較多選用可在普通機(jī)床上使用的深孔麻花鉆，如蝸桿型鉆頭、V型槽鉆頭、四棱帶麻花鉆等。深孔麻花鉆一般采用分級進(jìn)給的鉆削方式，每次鉆深可參考表（加表）推薦指進(jìn)行加工。

3 深孔加工的現(xiàn)場應(yīng)用

中國重汽大同齒輪公司目前使用外排屑深孔加工方法加工Φ8～Φ20mm、長徑比在30～50之間的產(chǎn)品。使用設(shè)備為ZK2102數(shù)控深孔鉆床。該設(shè)備類型為槍鉆機(jī)床，采用數(shù)控系統(tǒng)控制，不但有單動功能，它還具有自動循環(huán)的功能。因此，它能適合于小批量的加工，特別適合大批量生產(chǎn)的加工要求。它既能鉆削通孔，也能加工盲孔或階梯孔在現(xiàn)場加工過程中，根據(jù)被加工零件的尺寸要求，還需增加相應(yīng)的輔助工裝。

工裝包括：用于支撐槍鉆刀桿部分的支撐套1（見圖1）和支撐套2（見圖2），作用是確保在加工過程中槍鉆的剛性，上述兩種工裝的材料均為耐油橡膠；用于消除在加工過程中刀具產(chǎn)生震動的消振套（見圖3），該工裝材料同樣為耐油橡膠。導(dǎo)向套（見圖4）的左端設(shè)計(jì)成為60°倒角的結(jié)構(gòu)，與被加工零件中心孔接觸，槍鉆通過導(dǎo)向套內(nèi)部到達(dá)工件中心孔處開始對零件進(jìn)行加工。加工完成后槍鉆從導(dǎo)向套內(nèi)部推出工件，完成工件深孔的加工。

圖1 支撐套1

圖2 支撐套2

圖3 消振套

圖4 導(dǎo)向套

4 結(jié)語

通過介紹深孔加工的加工特點(diǎn)及加工原理，進(jìn)一步掌握深孔加工在變速箱零件生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。在新品試制過程中需根據(jù)技術(shù)要求選用合理的加工方法以及相應(yīng)的輔助工裝。