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解析深孔加工的工艺与分析是怎样的?

2021-11-20 10:30:39

解析深孔加工的工艺与分析是怎样的?

一、零件简介某喷嘴类零件,总长为105mm,杆部内孔为φ6+0.12mm,壁厚为2mm,表面粗糙度为Ra3.2μm,深径比为17:1,属于深孔加工的零件,其材料为难加工的GH4169。这类高温合金孔加工相对于一般钢材切削加工,刀具寿命要低50%以上,且加工效率低,成本高。


高温合金孔加工主要难点是:


①切削力大,消耗机床功率大;


②孔加工是半封闭的切削,产生的高切削热和切屑难以及时排出,远离刀尖,刀具磨损更为剧烈;


③用普通的钻削方法难以保证高温合金孔的精度要求。


④高温合金孔加工中,刀具磨损比加工普通钢材快得多,且需要切削性能更好的刀具材料。

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二、加工工艺设计和分析


零件深孔加工选用常规的钻削方式,需加长麻花钻,而且要断屑加工,不仅加工精度低、表面粗糙度差,加工效率低、操作者劳动强度大、质量难以保证,而且很容易引起堵屑或折断钻头,造成更大的加工困难,因此刀具更好选择深孔加工专用刀具。设备的选用考虑到本公司产品类型多,深孔加工产品结构差异大,且生产批量较小,不可能购置深孔加工专用机床,为了更好地保证深孔精度要求,结合工厂实际,选择合适的加工设备来满足深孔加工的技术要求。


1.刀具的选择


深孔加工的刀具有多种,如枪钻、喷吸钻、套料钻、硬质合金可转位深孔钻、内排屑深孔钻和亚干式深孔加工系统等类型。


喷吸钻适用于经改装的车床、卧式加工中心,易加工工件材料;套料钻、内排屑深孔钻的钻孔直径不适合钻加工Ф6mm的小孔;硬质合金可转位深孔钻一般朂小钻削直径为Ф20mm;而亚干式深孔加工系统主要是利用压缩空气进行排屑和冷却,使用雾化切削液进行润滑,需专用的加工设备。而枪钻适用于加工Ф2~Ф20mm、长径比L/D>100、表面粗糙度Ra6.3~Ra0.4μm、精度H7~H10级的深孔。


经对上述几种深孔加工刀具的对比及本厂的实际情况,研究决定采用枪钻进行此深孔的加工。枪钻的基本结构如图所示。枪钻由硬质合金钻尖、钻杆和刀柄三部分组成。枪钻钻尖上开有油孔,以加强钻头冷却润滑和使切屑顺利排出,并选择韧性和抗振性均较佳的硬质合金作为基体,表面可涂TiC或TiN,以提高钻头的硬度和耐磨性;钻杆一般选用40Cr无缝钢管。

其原理是高压油由钻杆后部中孔注入,经腰形孔到达切削区后迫使切屑随切削液由V型槽与工件孔壁间空间排出,故称外排屑。此类深孔钻前角一般为0°,以便制造。它无横刃,钻尖偏离轴线,钻孔时钻尖前方形成小圆锥,可使切屑在钻尖处断离为两段,使之较易排出。


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