數控加工技術在釬具生產中的應用實例

梁友乾，王麗霞

（1.西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900；2.甘肅省會寧縣職業技術教育中心學校，甘肅 會寧 730700）

近年來我國開始將數控技術應用到機械制造業的加工技術中，以追求機械的自動化與信息化，進一步促進我國機械制造業的發展。本文主要通過數控加工技術在釬具加工生產中的應用實例，強調應用數控技術在機械加工技術中的重要意義，并深入研究可有效提高數控技術在機械加工技術中應用效果的措施。

1 國內外相關技術發展概況和趨勢

目前，日本、瑞典、芬蘭等世界先進工業國家的許多知名企業如瑞典Atlas、Sandvik跨國公司研制生產的大直徑柱齒鉆頭仍處于世界先進水平。國內釬具行業在制造鉆頭的加工工藝方面開展了大量工作。發展數控技術是釬具行業乃至整個機械制造業的必然選擇，是未來工廠全面實現自動化的基礎。通過對設備的調試、運行、改進，生產率提高了3倍～4倍。

2 數控加工工藝和技術路線

通過數控加工技術加工小直徑鉆頭，采用高精度數控加工中心，匹配專用耐磨涂層刀具，通過精密測量，減少各個工序的加工精度誤差，在提高固齒質量和產品整體性能的同時，極大地提高生產效率，降低生產成本。

關鍵技術與關鍵工藝：①通過對常態，淬火態，滲碳態等不同形態鉆頭體性能的測試，選擇不同的主軸轉速、進給倍率和與之相匹配的合金刀具，提高齒孔的加工精度。②采用先進的氣動測量儀對孔徑進行精密測量，確保孔徑的一致性，杜絕“喇叭口”現象。③對冷壓固齒工藝實驗研究，選擇合理的配合公差，提高固齒質量。

3 數控加工配套工裝卡具設計制作

①根據加工工件的幾何尺寸，設計制作鉆頭褲體外套，分別在外套壁、加工工件、卡盤爪上標識定位點，通過三點一線準確定位，減小定位誤差，提高生產效率，保證加工精度。②合理選擇配套卡盤裝卡內徑大小，設計制造可加大卡盤的裝卡內徑，以便加工大直徑、高風壓鉆頭。

4 數控加工專用刀具的優化選擇

通過與瑞典阿諾刀具（中國）公司研究探討，根據加工特點開發了超T耐磨涂層DS1000系列硬質合金強力鉆頭，采用液壓刀柄裝卡，配用適宜切削液，選擇合理的主軸轉速和進給量，一次成孔工藝，在鉆頭體HRC 38-42狀態下進行高精度加工，減少了二次裝卡和加工誤差，所加工齒孔的精度達到0.005mm～0.01mm。兩種鉆頭對比實驗結果見表1。

5 數控加工精度和固齒工藝實驗研究

在鉆頭冷壓固齒工藝中，柱齒鉆頭固齒的固緊力依靠精確的齒與孔之間過盈量，硬質合金球齒通常采用不完全互換法，對釬體配合孔質量要求高，對尺寸精度表面光潔度要求極為嚴格。因此保證齒孔加工精度、測量精度和選擇合理的過盈量配合對提高鉆頭質量尤為重要。

5.1 配合公差及固齒工藝的實驗研究

通過大量對比試驗(表2)，合金齒和齒孔的過盈量應在0.05mm～0.06mm之間最為合理，在合金柱尾部加5度倒角，方便裝齒，固齒時應嚴格避免潤滑脂介入，應將齒孔擦拭干凈后裝齒，并對壓裝工具進行了改進等。

5.2 提高齒孔加工精度和測量精度的工藝改進

為了提高齒孔加工精度，在數控加工中心上選擇最優化的主軸轉速1424r/min和進給量170mm/min，采用液壓刀柄裝卡超T耐磨涂層DS1000系列硬質合金強力鉆頭，一次成孔工藝，在HRC 40-42狀態下進行高精度加工，減少了裝卡和加工誤差，所加工齒孔的光潔度也達到了工藝要求。產品在現場對比試驗，質量明顯優于原用鉆頭（見上表1）。

表1 兩種鉆頭對比試驗結果

表2 三種不同裝齒工藝現場對比試驗情況

5.3 產品外形加工精度控制

數控車床加工工件外型，采用先粗車再精車的加工工藝，用于鉆孔的精加工件（淬火件或滲碳件）表面粗糙度值應達到Ra0.4，就可以保證其外型加工精度，從而保證了數控加工中心加工齒孔的精度。

5.4 數控加工技術達到的技術性能指標和參數。

（1）洛氏硬度HRC38～42的鉆頭體上一次加工成型孔。

（2）保證所加工鉆頭孔徑上下一致，沒有“喇叭口”現象，孔壁粗糙度Ra0.1。

6 結語

數控技術的應用在制造業的發展過程中由于可有效提高其整體水平，因此對制造業發展有著十分重要的意義，而我國是一個制造大國，因此更應該注重對制造業核心技術的開發與研究，更好的將數控技術應用于機械加工技術中，進一步實現機械制造的自動化發展。可是，在數控加工技術需求量以及質量要求不斷提升下，依然要面臨許多嚴峻問題，同時在數控領域中還存在許多亟需處理的問題。