慢走絲線切割工藝在深孔加工中的應用

萬建文，鐘良偉，王長榮

（1.共青科技職業學院，江西 九江 332020；2.中國船舶重工集團公司第七0七研究所九江分部，江西 九江 332900）

深孔一般是指孔深與孔徑比值大于等于6倍以上的孔。隨著機械行業的快速發展，需要深孔加工的零件產品種類越來越多，全球范圍內基本是利用金屬切削加工的方式進行切削加工。如果按傳統的加工方法加工不僅僅加工精度和孔的表面粗糙度低，而且加工效率低，操作勞動強度大，報廢率高，還會出現鉆孔跑偏、堵屑，甚至鉆頭折斷等現象，散熱差、排屑差，加工刀具易磨損，加工費用大的情況。

以下圖工件加工為例：

零件材料為：38CrMnSi。

圖1 深孔加工零件結構圖

讀圖：

（1）零件是一根長75mm、直徑是φ10mm的棒料。

（2）棒料中間是Φ5mm的通孔。

（3）孔的長徑比為25:1，達到深孔標準。

（4）孔Φ5mm的圓度誤差和圓柱度誤差均為±0.002mm。

（5）其他尺寸誤差均為自由度誤差。

1 之前對深孔加工的工藝安排

原工藝路線（只針對Φ5mm孔）：

（1）中心鉆打中心孔。

（2）用Φ3.5mm鉆頭鉆通。

（3）用Φ4.5mm鉆頭擴孔。

（4）用Φ4.7mm鉸刀做半精鉸。

（5）用Φ4.8mm鉸刀做精鉸。

（6）用Φ4.0mm衍磨棒進行衍磨，達到尺寸和形位誤差要求。

圖2 金屬切削加工設備圖

圖3 深孔加工衍磨棒

圖4 慢走絲線切割加工圖

2 原工藝安排進行時出現的問題

依據原工藝路線來看，運用的是金屬切割刀具進行切割加工，分別采用中心孔（Φ5.5）→鉆孔（Φ3.5）→擴孔（Φ4.5）→半徑鉸孔（Φ4.7）→精絞（Φ4.8）→衍磨（到Φ5.0），其中除中心鉆和衍磨棒以外，使用的切削刀具均為非標刀具，單套刀具費用為11.85萬元(進口刀具報價，數量各為2只)，可加工零件數量在420件左右；另外，加工效率低，平均用時為6.47小時/個；而且產品合格率僅為20%。因此為了保證交貨數量，在下料階段就需要投入5.5~5.2倍的原材料，嚴重浪費材料和資金。

3 慢走絲線切割工藝及機床的特點

慢走絲線切割是一種電極絲做單向低速移動的線切割機床。一般而言其走絲速度低于0.2mm/s，通過3次切割精度可以達到0.001mm，表面質量也接近磨削水平，具有工作平穩、均勻、加工質量高、抖動小等特點。因此在加工高精度零件時，慢走絲線切割機床得到廣泛應用。

4 慢走絲線切割的工藝技術的引進和使用

根據慢走絲線切割加工的特點，我們將圖示零件孔加工的工藝可以更改為：

（1）用中心鉆打中心孔。

（2）用Φ3.5mm鉆頭鉆通。

（3）用慢走絲機床加工三次，尺寸精度保證Φ4.9mm±0.01mm，圓度誤差和圓柱度誤差保證范圍在±0.005mm內。

（4）用Φ4.0mm衍磨棒進行衍磨，達到尺寸和形狀誤差要求。

5 加工工藝更改后的產品

依據更改后的工藝路線對30只零件進行孔加工，產品合格率為96.6%，加工用時為2,16小時/個，其中，線切割加工用時為0.915小時/個，珩磨為0.37小時/個。

6 總結

在實際生產加工過程中，按此工藝流程進行加工，不但達到零件的尺寸和形狀誤差的要求，提高了加工效率，提升產品制造的合格率，而且顯著的降低了刀具成本。

慢走絲線切割工藝有它的局限性，我這里這是列舉其中一個例子，但我還是希望我們的工藝人員在制定工藝路線時拓展思路、打破常規、勇于創新，為祖國的制造業發展提升一個平臺。