畢業(yè)論文——深孔加工中存在問題的分析與處理

1、<p>　　深孔加工中存在問題的 分析與處理</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　注：此表發(fā)給學(xué)生后由指導(dǎo)教師填寫，學(xué)生按此表要求開展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作。摘 要</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，孔加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，已成為機(jī)械加工中的熱點(diǎn)。孔加工是機(jī)械加工中所占比例較大的一種加工方法，約占整個機(jī)械加工工作量的1

2、/4，而深孔加工又在孔加工中占有很大比例。由于其本身具有一定的特點(diǎn)，往往成為重型機(jī)械制造中的一道關(guān)鍵工作，從而影響整個生產(chǎn)過程，所以深孔加工的問題是否解決好，將會直接影響機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；孔加工技術(shù)；振動；質(zhì)量</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With t

3、he development of scientific technology, hole processing technology used more widely, has become a hot spot in machining. Hole processing machinery processing is a large proportion in a processing method and accounts for

4、 about a quarter of the workload of the mechanical processing, and the deep hole processing and in very large proportion of hole processing. Because of its itself has certain features, often become heavy machinery of a k

5、ey work, which affect the whole production process, so</p><p>　　Key Word: Mechanical processing; Hole processing technology; Vibration; quality </p><p><b>　　目 錄</b></p><p

6、><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第 1 章 深孔鉆削技術(shù)的發(fā)展1</p><p>　　1.1 鉆削技術(shù)與刀具的發(fā)展近況1</p><p>　　1.2 孔加工技術(shù)綜述4</p><p>　　1.2.1 一般孔加工5&l

7、t;/p><p>　　1.2.2 深孔加工7</p><p>　　1.3 零件的內(nèi)孔常用加工方法:11</p><p>　　第 2 章 深孔加工技術(shù)介紹13</p><p>　　2.1 鉆削加工的特點(diǎn)13</p><p>　　2.1.1 鉆削的特點(diǎn)13</p><p>　　2.1.2 斷屑

8、與排屑15</p><p>　　2.1.3 鉆孔精度15</p><p>　　2.1.4 鉆削的加工條件16</p><p>　　2.1.5 鉆頭的重新刃磨17</p><p>　　2.2 深孔鉆的類型及用途18</p><p>　　第 3 章 深孔加工中常見問題及處理20</p><p

9、>　　3.1 冷卻潤滑問題20</p><p>　　3.2 加工深孔刀具振動現(xiàn)象分析20</p><p>　　3.2.1 深孔加工中刀具振動的原因21</p><p>　　3.2.2 深孔加工中振刀產(chǎn)生的影響21</p><p>　　3.2.3 深孔加工中消除刀具振動的方法22</p><p>　　3.

10、3 提高深孔的加工質(zhì)量的分析23</p><p>　　3.3.1 影響鉸孔質(zhì)量的主要因素樣式23</p><p>　　3.3.2 鉸孔加工過程中的質(zhì)量控制24</p><p>　　3.4 深孔加工舉例26</p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　

11、　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　深孔鉆削技術(shù)的發(fā)展</b></p><p>　　鉆削技術(shù)與刀具的發(fā)展近況</p><p>　　最近在德國金屬加工行業(yè)所做的一項(xiàng)調(diào)查表明，鉆削加工是機(jī)械加工車間耗時最多的工序。事實(shí)上，在所有的加工工時中，有36％消耗在孔加工操作上。與此對應(yīng)的是，車削加工耗時為25％，銑削加工耗時為

12、26％。因此，采用高性能整體硬質(zhì)合金鉆頭取代高速鋼和普通硬質(zhì)合金鉆頭，能夠大幅度減少鉆削加工所需的工時，從而降低孔加工成本。 過去幾年來，切削加工參數(shù)（尤其是切削速度）在不斷提高，特別是高性能整體硬質(zhì)合金鉆頭的切削速度提高明顯。20年前，整體硬質(zhì)合金鉆頭的典型切削速度為60～80m/min。如今，在機(jī)床能夠提供足夠的功率、穩(wěn)定性和冷卻液輸送能力的條件下，采用200m/min的切削速度鉆削鋼件已不足為奇。盡管如此，與車削或銑削加工

13、的一般切削速度相比，鉆削加工在加工效率上還有很大的提高潛力。 整體硬質(zhì)合金鉆頭對于基體的韌性要求很高，而鉆頭的磨損在可控和均勻穩(wěn)定的情況下是可以接受的。因此，典型的鉆削刀具牌號比車削或銑削刀具含有更多的鈷元素。 鉆頭材質(zhì)通常采用微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，以提高切削刃強(qiáng)度，確保均勻磨損而不發(fā)生崩刃。用硬質(zhì)合金鉆頭加工時通常要使用水基切削液，因此切削刃處的溫度并不</p><p><b>　　孔

14、加工技術(shù)綜述</b></p><p>　　內(nèi)控表面是組成機(jī)械零件的重要表面之一，在機(jī)械零件中，帶孔零件一般要占零件總數(shù)的50%～80%?？椎姆N類也是多種多樣的，有圓柱形孔、圓錐形孔、螺紋形孔和成型孔等。常見的圓柱形孔又有一般深和深孔之別，深孔很難加工，下面就將目前一般孔加工和深孔加工的方法進(jìn)行綜述。</p><p>　　在孔加工過程中，應(yīng)避免出現(xiàn)孔徑擴(kuò)大、孔直線度過大、工件表面

15、粗糙度差及鉆頭過快磨損等問題，以防影響鉆孔質(zhì)量和增大加工成本。應(yīng)盡量保持以下的技術(shù)要求：1.尺寸精度：孔的直徑和深度尺寸的精度；2.形狀精度：孔的圓度、圓柱度及軸線的直線度；3.位置精度：孔與孔軸線或孔與外圓軸線的同軸度；孔與孔或孔與其他表面之間的平行度、垂直度等，同時，還應(yīng)考慮以下五個要素：1.孔徑、孔深、公差、表面粗糙度、孔的結(jié)構(gòu)；2.工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括夾持的穩(wěn)定性、懸伸量和回轉(zhuǎn)性；3.機(jī)床的功率、轉(zhuǎn)速、冷卻液系統(tǒng)和穩(wěn)定性；4.加

16、工批量；5.加工成本。</p><p><b>　　一般孔加工</b></p><p>　　目前，在各種工件材料上進(jìn)行大批量孔加工最常用的方法是鉆削。其工藝流程一般為鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、或鏜孔，由粗到精。為了加工各種不同尺寸的孔，通常加工車間必須備以大量的鉆頭，因此對生產(chǎn)效率有一定的影響。</p><p>　　隨著刀具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)的發(fā)展及UG等

17、加工軟件中固定路徑編程功能的實(shí)現(xiàn)，螺旋插補(bǔ)銑削（即螺旋銑削）、圓周插補(bǔ)銑削和插銑（即Z軸銑削）逐步成為加工大直徑孔和凹腔的有效選擇，對此類孔的加工，鉆削并非是最佳的加工方式。以下介紹三種效率較高的孔加工方法：</p><p>　　1）螺旋插補(bǔ)銑削：用銑刀斜向銑入工件毛坯或已加工出的預(yù)孔。然后再X/Y向圓周運(yùn)動的同時沿Z軸向下螺旋銑削，已實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔加工。</p><p>　　2）圓周插補(bǔ)銑削：

18、銑刀圍繞已加工預(yù)孔的外經(jīng)或內(nèi)徑以全齒深進(jìn)行走刀銑削，已實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔加工。</p><p>　　3）插銑（或Z軸銑削）：通過沿著工件的肩壁逐次進(jìn)行銑削，在銑削出凹腔的同時（鉆削）出一個新的孔。</p><p>　　為了鉆削一個大直徑孔，傳統(tǒng)的加工方法是首先用一個較小直徑的鉆頭鉆孔，然后逐次換用更大直徑的鉆頭以擴(kuò)大孔徑，因此必須購置所需的各種鉆頭，并花費(fèi)額外的時間更換鉆頭。而螺旋和圓周插補(bǔ)銑削能夠

19、利用有限的機(jī)床功率加工出原普通鉆頭或可轉(zhuǎn)位鉆頭無法加工的大直徑孔，采用一把銑刀同時在X、Y、Z三軸方向進(jìn)行螺旋斜坡銑削，可以直接在無預(yù)孔的毛坯上加工出所需要的外徑尺寸，只要切削用量及工藝設(shè)計(jì)得當(dāng)，高效銑刀能夠加工出0.013㎜以內(nèi)并具有良好表面粗糙度的孔。</p><p><b>　　螺旋插補(bǔ)銑削</b></p><p>　　大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有用于螺旋插補(bǔ)加工的固

20、定循環(huán)。在三軸加工機(jī)床中，這種固定循環(huán)可以完成X、Y、Z三個軸的快速編程，并且，CAM軟件程序中甚至包括了插補(bǔ)加工所需要的更復(fù)雜算法，很容易生成螺旋刀位軌跡或圓周刀位軌跡。螺旋插補(bǔ)銑削具有恒接觸、切入切出次數(shù)少和圓柱度好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　螺旋插補(bǔ)銑削走到路徑如下圖所示。 </p><p>　　圖1螺旋插補(bǔ)銑削走到路徑</p><p><b>　

21、　圓周插補(bǔ)銑削</b></p><p>　　當(dāng)工件上已鉆有預(yù)孔，并要將其擴(kuò)大到某一特定尺寸時，無論被加工孔是通孔還是盲孔，采用圓周插補(bǔ)銑削都非常有效。特別是對淺孔加工，或在銑刀沒有插銑能力但又要求編程簡單的情況下，圓周插補(bǔ)銑削就成為一種有效的加工方法。</p><p>　　下圖為圓周插補(bǔ)銑削的走刀路徑原理圖。為保持Z值（軸向）恒定，需要利用側(cè)刃切削，切削過程會存在多次切入切出，

22、因此合理的切入切出走刀路徑就顯得至關(guān)重要。該加工工藝必須保證刀片在切出工件時切屑最薄，避免了厚切屑的形成，在保證銑刀壽命的同時，還能帶來更好的工件質(zhì)量。</p><p>　　圖 2 圓周插補(bǔ)銑削的走刀路徑 </p><p><b>　　插銑</b></p><p>　　插銑加工的出現(xiàn)已有相當(dāng)長的時間，而現(xiàn)在正變得日益流行。插銑加工之所

23、以受歡迎的原因是目前的機(jī)床技術(shù)和人機(jī)對話式編程使終端用戶能夠更容易的設(shè)定插銑步距，而無需對全部加工G代碼進(jìn)行手工編程。</p><p>　　在模具制造業(yè)，插銑已被公認(rèn)為一種粗銑模具型腔的高校加工方式。采用插銑進(jìn)行粗加工能夠縮短加工時間，優(yōu)于通常采用的直線加工方式，插銑后在工件上留下的棱狀刀痕可以通過螺旋銑削或常規(guī)的半精加工及精加工予以去除。</p><p><b>　　深孔加工&

24、lt;/b></p><p>　　一般把長徑比L/D（孔深與孔徑比）大于5的孔稱為深孔。深孔加工比一般孔的加工要困難和復(fù)雜，其原因是：</p><p>　　1）由于孔深和孔徑比較大，刀具細(xì)而長、剛性差，所以在鉆孔時容易傾斜，產(chǎn)生振動，使得孔的表面粗糙度和尺寸精度不易保證。</p><p>　　2）鉆削時排屑困難。</p><p>　　3

25、）熱量不易排出，鉆頭散熱條件差，使得刀具磨損加劇，甚至喪失切削能力。</p><p><b>　　HSS-E鉆頭</b></p><p>　　由于長鉆頭本身的穩(wěn)定性不好，因此在加工過程中必須采用較低的切削參數(shù)，而HSS較低的紅硬性也要求進(jìn)一步降低其切削速度。因此，在深孔加工中，外部的冷卻液很難到達(dá)刀具的切削刃上，鉆尖處實(shí)際進(jìn)行著干加工。所有這些因素的綜合導(dǎo)致了深孔加工

26、需要很長的加工周期。</p><p><b>　　槍鉆</b></p><p>　　硬質(zhì)合金頭槍鉆可以實(shí)現(xiàn)精確而安全的孔加工，即使是在進(jìn)行超常深孔的加工情況下也是如此，其工作原理如下圖所示。</p><p>　　圖 3 槍鉆工作原理圖</p><p>　　切削液被加壓泵打入鉆桿內(nèi)（壓力約為3MPa～8MPa ）,然后流過

27、切削刃，當(dāng)切削液沿著刀具和零件孔壁間的V形截面空間流出時，將切屑帶走。由于鉆桿是空心軸，剛性差，不能采用較大的進(jìn)給量，因此生產(chǎn)效率較低；同時，切屑必須保持小而薄的形狀，才能保證被冷卻液沖出；此外，由于槍鉆加工中高壓冷卻液的使用，因此要求歐使用專用機(jī)床。由于槍鉆鉆桿為非對稱形，故其抗扭剛性差，只能傳遞有限的扭矩，因此槍鉆只適用于加工小直徑孔的零件。</p><p>　　內(nèi)排屑深孔鉆（BAT）</p>

28、<p>　　內(nèi)排屑深孔鉆（BAT）較適宜加工直徑在20mm以上，長徑比不大于100的中等尺寸精度深孔的加工，其加工精度為IT7級～I(xiàn)T10級，加工表面的表面粗糙度為Ra3.2um～Ra1.6um，如汽輪機(jī)大螺栓和蒸發(fā)器管板等的深孔加工。</p><p>　?。?）BAT鉆的幾何形狀及加工特點(diǎn)</p><p>　　BAT的幾何形狀如圖</p><p>　　當(dāng)

29、加工零件的孔徑較大時，可采用焊接式的BAT鉆頭，其切削部分是由幾個分離的刀片組成，因此不同部位的刀片可以根據(jù)切削速度而選擇不同牌號材料的硬質(zhì)合金，并分別在各自刀片上開出不同的斷屑槽。而加工孔徑較小時，可采用整體到頭，整體刀頭的切削刃沿半徑分成3段，由臺階分成外段和中段切削刃。外切削刃長度與內(nèi)切削刃長度相等并在內(nèi)、外切削刃上開有斷屑槽。</p><p>　　圖 4 BAT鉆的幾何結(jié)構(gòu)圖</p>&l

30、t;p><b>　　（2）加工原理</b></p><p>　　BAT鉆加工原理如圖所示，高壓切削液（約2MPa～6MPa）由鉆桿外圓和工件孔壁間的空隙注入切屑隨同切削液由鉆桿的中心孔排出，故名內(nèi)排屑。內(nèi)排屑深孔鉆一般用于加工深5㎜～120㎜、長徑比小于100、表面粗糙度Ra3.2um,IT6～I(xiàn)T9級的深孔。由于鉆桿為圓形，剛性較好，且切屑不與工件孔壁摩擦，故生產(chǎn)率和加工質(zhì)量均較外排

31、屑有所提高。</p><p>　　圖 5 內(nèi)排泄深孔鉆工作原理圖</p><p>　　從加工原理可以看出，與槍鉆相比，BAT法采用圓形鉆桿，因此抗扭性好，可以采用較大的進(jìn)給量進(jìn)行切削。寧外由于切屑是從鉆桿的內(nèi)孔中排出，不會劃傷已加工表面。BAT法鉆孔的主要缺點(diǎn)是：必須使用專用的機(jī)床設(shè)備，機(jī)床還用設(shè)置一個油液切屑分離裝置。通過重力沉淀和電磁分離手段，是切削液分離并循環(huán)使用。寧外在切削過程中，

32、工件與授油器之間形成一個高壓區(qū)，所以在鉆削之前必須在工件和授油器形成可靠的密封。</p><p><b>　　噴吸鉆</b></p><p>　　內(nèi)排屑深孔鉆系統(tǒng)存在著油液通道損失大的缺點(diǎn)。加工時需采用較高的壓力和流速，為此，人們研制出一種生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量好的鉆削技術(shù)——噴吸鉆。它是用于加工長徑比不超過100、直徑為16㎜～65㎜的孔。精度在IT9級～I(xiàn)T11級，加

33、工表面粗糙度在Ra3.2um～Ra0.8.um。</p><p>　　噴吸鉆采用兩根同心的鉆桿，通過連接器將刀具連接到機(jī)床上。切削液流入外鉆桿域內(nèi)鉆桿之間，大部分切削液流向切削區(qū)域，而小部分切削液高速從內(nèi)鉆桿尾部的月牙槽流出，在鉆桿尾部形成一個低壓區(qū)，從而使切屑能夠迅速排出。</p><p>　　在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用合適的深孔加工方法，同時也要采取下列措施來改善深孔加工的不利因素：&

34、lt;/p><p>　　1) 使工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給的加工方法，使鉆頭更具有自定中心的能力。</p><p>　　2）采用特殊結(jié)構(gòu)的刀具——深孔鉆，以增加其導(dǎo)向的穩(wěn)定性和適應(yīng)深孔的加工條件。</p><p>　　3） 在工件上預(yù)加工出一段精確的導(dǎo)向孔，從而保證鉆頭從一開始就不引偏。</p><p>　　4） 采用壓力傳輸?shù)那邢鳚櫥?，并利用在壓力?/p>

35、的冷卻潤滑液將切屑排出。</p><p>　　零件的內(nèi)孔常用加工方法:</p><p>　　1) 鉆孔 在零件上用鉆頭鉆孔主要有兩種方式:一種是鉆頭回轉(zhuǎn),零件固定不回轉(zhuǎn),如在普通臺式鉆床,搖臂鉆,鏜床上鉆孔;另一種方式則是零件回轉(zhuǎn)而鉆頭不回轉(zhuǎn),如在車床上鉆孔。這兩種不同的鉆孔方式所產(chǎn)生的誤差不一樣,在鉆床或鏜床上鉆孔,由于是鉆頭回轉(zhuǎn),使剛性不強(qiáng)的鉆頭易引偏,被加工孔的中心線偏移,但孔徑不會

36、發(fā)生變化。鉆頭的直徑一般不超過75mm,若鉆孔徑大于30mm以上,通常采用兩次鉆削,即先用直徑較小的鉆頭(被要求加工孔徑尺寸的0.5～0.7倍)先鉆孔,再用孔徑合適的鉆頭進(jìn)行第二次擴(kuò)鉆,直到加工到所要求的直徑,以減小進(jìn)給力。鉆頭鉆孔的加工精度,一般可以達(dá)到IT11～I(xiàn)T13級,表面粗糙度Ra為5.0～12.5um。 2) 擴(kuò)孔 是用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)大零件孔徑的加工方法。他既可以作為精加工(鉸孔,鏜孔)前的預(yù)加工,也可以作為要求不高的孔徑

37、最終加工。擴(kuò)孔的加工精度,一般可以達(dá)到IT10～I(xiàn)T13級,表面粗糙度Ra為0.3～3.2um。 3) 鉸孔 是用鉸刀對未淬火孔進(jìn)行精加工的一種孔徑的加工方法。鉸孔的加工精度,一般可以達(dá)到IT6～I(xiàn)T10級,表面粗糙度Ra為0.4～0.2um。在模具制</p><p><b>　　深孔加工技術(shù)介紹</b></p><p><b>　　鉆削加工的特點(diǎn)&

38、lt;/b></p><p><b>　　鉆削的特點(diǎn) </b></p><p>　　鉆頭通常有兩個主切削刃，加工時，鉆頭在回轉(zhuǎn)的同時進(jìn)行切削。鉆頭的前角由中心軸線至外緣越來越大，越靠近外緣處切削速度也越大。鉆頭的橫刃位于回轉(zhuǎn)中心軸線附近，橫刃的副前角較大，無容屑空間，切削速度低，因而會產(chǎn)生較大的軸向抗力。如果將橫刃刃口修磨成R 形，中心軸線附近的切削刃為正前角，

39、則可減小切削抗力，顯著提高切削性能。</p><p><b>　　深孔加工特點(diǎn)</b></p><p>　　深孔鉆削加工和車削等別的加工方法有所不同，其刀具本身進(jìn)入工作時在封閉的條件下進(jìn)行切削，因此受到較多的限制，有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1） 刀桿受孔徑的限制，直徑小，長度大，造成剛性差，強(qiáng)度低，切削時易產(chǎn)生振動、波紋、錐度，而影響深

40、孔的直線度和表面粗糙度。 </p><p>　　2） 在鉆孔和擴(kuò)孔時，冷卻潤滑液在沒有采用特殊裝置的情況下，難于輸入到切削區(qū)，使刀具耐用度降低，而且排屑也困難。 </p><p>　　3） 在深孔的加工過程中，不能直接觀察刀具切削情況，只能憑工作經(jīng)驗(yàn)聽切削時的聲音、看切屑、手摸振動與工件溫度、觀儀表(油壓表和電表)，來判斷切削過程是否正常。 </p><p>　　4

41、） 切屑排除困難，必須采用可靠的手段進(jìn)行斷屑及控制切屑的長短與形狀，以利于順利排除，防止切屑堵塞。 </p><p>　　5） 為了保證深孔在加工過程中順利進(jìn)行和達(dá)到應(yīng)要求的加工質(zhì)量，應(yīng)增加刀具內(nèi)(或外)排屑裝置、刀具引導(dǎo)和支承裝置和高壓冷卻潤滑裝置。</p><p><b>　　鉆削力</b></p><p>　　鉆頭每一切削刃都產(chǎn)生切削力，

42、包括切向力（主切削力）、背向力（徑向力）和進(jìn)給力（軸向力）。當(dāng)左右切削刃對稱時，背向力抵消，最終構(gòu)成對鉆頭影響的是進(jìn)給力F與切削扭矩M。</p><p>　　通過切削實(shí)驗(yàn)，測量切削力，可知影響切削力的因素與規(guī)律。鉆頭各切削刃上產(chǎn)生切削力的比例大致如下表所示。</p><p><b>　　表1 切削力的分配</b></p><p><b&g

43、t;　　鉆削用量</b></p><p><b>　　鉆頭直徑 </b></p><p>　　鉆頭直徑應(yīng)由工藝尺寸決定，盡可能一次鉆出所要求的孔。當(dāng)機(jī)床性能不能勝任時，才采用先鉆孔再擴(kuò)孔的工藝。需擴(kuò)孔者，鉆孔直徑取孔徑的50%～70%。</p><p><b>　　進(jìn)給量 </b></p><

44、;p>　　一般鉆頭的進(jìn)給量受鉆頭的剛性與強(qiáng)度限制。大直徑鉆頭才受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)動力與工藝系統(tǒng)剛性限制。</p><p>　　普通鉆頭進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算：</p><p>　　合理修磨的鉆頭可選用。直徑小于3～5㎜的鉆頭，常用手動進(jìn)給。</p><p><b>　　鉆削速度 </b></p><p>　　高速鋼

45、鉆頭的切削速度推薦下表數(shù)值選用也可參考有關(guān)手冊、資料選取。</p><p>　　表 2 高速鋼鉆頭切削速度</p><p><b>　　斷屑與排屑 </b></p><p>　　鉆頭的切削是在空間狹窄的孔中進(jìn)行，切屑必須經(jīng)鉆頭刃溝排出，因此切屑形狀對鉆頭的切削性能影響很大。常見的切屑形狀有片狀屑、管狀屑、針狀屑、錐形螺旋屑、帶狀屑、扇形屑、粉

46、狀屑等。</p><p>　　當(dāng)切屑形狀不適當(dāng)時，將產(chǎn)生以下問題：</p><p>　　首先，細(xì)微切屑阻塞刃溝，影響鉆孔精度，降低鉆頭壽命，甚至使鉆頭折斷(如粉狀屑、扇形屑等)；其次，長切屑纏繞鉆頭，妨礙作業(yè)，引起鉆頭折損或阻礙切削液進(jìn)入孔內(nèi)(如螺旋屑、帶狀屑等)。為此，可分別或聯(lián)合采用增大進(jìn)給量、斷續(xù)進(jìn)給、修磨橫刃、裝斷屑器等方法改善斷屑和排屑效果，消除因切屑引起的問題。 </p&

47、gt;<p><b>　　鉆孔精度 </b></p><p>　　孔的精度主要由孔徑尺寸、位置精度、同軸度、圓度、表面粗糙度以及孔口毛刺等因素構(gòu)成。</p><p>　　鉆削加工時影響被加工孔精度的因素主要有：</p><p>　　（1）鉆頭的裝夾精度及切削條件，如刀夾、切削速度、進(jìn)給量、切削液等；）</p><

48、;p>　　(2）鉆頭尺寸及形狀，如鉆頭長度、刃部形狀、鉆芯形狀等；（3）工件形狀，</p><p>　　如孔口側(cè)面形狀、孔口形狀、厚度、裝卡狀態(tài)等。</p><p>　　1）孔的切擴(kuò) 孔的切擴(kuò)是由加工中鉆頭的振動引起的。刀夾的振擺對孔徑和孔的定位精度影響很大，因此當(dāng)?shù)秺A磨損嚴(yán)重時應(yīng)及時更換新刀夾。鉆削小孔時，振擺的測量及調(diào)整均較困難，所以最好采用刃部與柄部同軸度較好的粗柄小刃徑鉆頭。

49、使用重磨鉆頭加工時，造成孔精度下降的原因多是因?yàn)楹竺嫘螤畈粚ΨQ所致?？刂迫懈卟羁捎行б种瓶椎那袛U(kuò)量。 </p><p>　　2）孔的圓度 由于鉆頭的振動，鉆出的孔型很容易呈多邊形，孔壁上出現(xiàn)像來復(fù)線的紋路。常見的多邊形孔多為三角形或五邊形。產(chǎn)生三角形孔的原因是鉆孔時鉆頭有兩個回轉(zhuǎn)中心，它們按每間隔600交換一次的頻率振動，振動原因主要是切削抗力不平衡，當(dāng)鉆頭轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)后，由于加工的孔圓度不好，造成第二轉(zhuǎn)切削時抗力不

50、平衡，再次重復(fù)上次的振動，但振動相位有一定偏移，造成在孔壁上出現(xiàn)來復(fù)線紋路。當(dāng)鉆孔深度達(dá)到一定程度后，鉆頭刃帶棱面與孔壁的摩擦增大，振動衰減，來復(fù)線消失，圓度變好。這種孔型從縱向剖面看孔口呈漏斗型。同樣原因，切削中還可能出現(xiàn)五邊形、七邊形孔等。為消除該現(xiàn)象，除對夾頭振動、切削刃高度差、后面及刃瓣形狀不對稱等因素進(jìn)行控制外，還應(yīng)采取提高鉆頭剛性、提高每轉(zhuǎn)進(jìn)給量、減小后角、修磨橫刃等措施。</p><p>　　3）在

51、斜面及曲面上鉆孔 鉆頭的吃刀面或鉆透面為斜面、曲面或階梯時，定位精度較差，由于此時鉆頭為徑向單面吃刀，使刀具壽命降低。為提高定位精度，可采取以下措施： （1）.先鉆中心孔； （2）.用立銑刀銑孔座； （3）.選用切入性好、剛性好的鉆頭； （4）.降低進(jìn)給速度。</p><p>　　4）毛刺的處理 鉆削加工中，在孔的入口及出口處會出現(xiàn)毛刺，尤其是在加工韌性大的材料及薄板時。其原因是

52、當(dāng)鉆頭快要鉆透時，被加工材料出現(xiàn)塑性變形，這時本應(yīng)由鉆頭靠近外緣部分刃口切削的三角形部分受軸向切削力作用后變形向外側(cè)彎曲，并在鉆頭外緣倒角和刃帶棱面的作用下進(jìn)一步卷曲，形成卷邊或毛邊。鉆削中這種類似毛邊形式的毛刺最為常見。為控制毛邊產(chǎn)生，可采取以下措施： （1）.增大鉆頭螺旋角，使刃口鋒利，減小切削抗力； （2）.鉆頭鋒角設(shè)計(jì)為60°左右，以減小軸向抗力； （3）.鉆頭鋒角設(shè)計(jì)為180°～1

53、90°左右，從外緣部分的刃口開始切削，如采用燭臺狀或階梯狀的鉆型；</p><p>　?。?）.降低進(jìn)給速度。 </p><p><b>　　鉆削的加工條件 </b></p><p>　　一些大的刀具公司在鉆頭產(chǎn)品目錄中有按加工材料排列的《基本切削用量參考表》，用戶可參考其提供的切削用量選擇鉆削加工的切削條件。切削條件的選擇是否適當(dāng)，

54、應(yīng)通過試切削，根據(jù)加工精度、加工效率、鉆頭壽命等因素綜合判斷。 </p><p>　　1）鉆頭壽命與加工效率 在滿足被加工工件技術(shù)要求的前提下，鉆頭的使用是否得當(dāng)，主要應(yīng)根據(jù)鉆頭使用壽命和加工效率來綜合衡量。鉆頭使用壽命的評價(jià)指標(biāo)可選用切削路程；加工效率的評價(jià)指標(biāo)可選用進(jìn)給速度。對于高速鋼鉆頭，鉆頭使用壽命受回轉(zhuǎn)速度的影響較大，受每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的影響較小，所以可通過增大每轉(zhuǎn)進(jìn)給量來提高加工效率，同時保證較長的鉆頭壽命

55、。但應(yīng)注意：如果每轉(zhuǎn)進(jìn)給量過大，切屑會增厚，造成斷屑困難，因此必須通過試切確定能順利斷屑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量范圍。 對于硬質(zhì)合金鉆頭，切削刃負(fù)前角方向磨有較大倒角，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的可選范圍比高速鋼鉆頭小，如加工中每轉(zhuǎn)進(jìn)給量超過該范圍，會降低鉆頭使用壽命。由于硬質(zhì)合金鉆頭的耐熱性高于高速鋼鉆頭，回轉(zhuǎn)速度對鉆頭壽命的影響甚微，因此可采用提高回轉(zhuǎn)速度的方法來提高硬質(zhì)合金鉆頭的加工效率，同時保證鉆頭壽命。</p><p>　　2）切

56、削液的合理使用 鉆頭的切削是在空間狹窄的孔中進(jìn)行，因此切削液的種類及給注方式對鉆頭壽命及孔的加工精度有很大影響。 切削液可分為水溶性和非水溶性兩大類。非水溶性切削液的潤滑性、浸潤性和抗粘接性較好，同時還具有防銹作用。水溶性切削液的冷卻性較好，不發(fā)煙和無可燃性。出于對環(huán)境保護(hù)的考慮，近年來水溶性切削液的使用量較大。但是，如果水溶性切削液的稀釋倍率不當(dāng)或切削液變質(zhì)，會大大縮短刀具使用壽命，所以使用中必須加以注意。不論是水溶性或非水溶性切削液

57、，使用中都必須使切削液充分到達(dá)切削點(diǎn)，同時對切削液的流量、壓力、噴嘴數(shù)、冷卻方式(內(nèi)冷或外冷)等都必須嚴(yán)格控制。</p><p><b>　　鉆頭的重新刃磨</b></p><p>　　1）鉆頭重磨期的判別 鉆頭需重新刃磨的判別標(biāo)準(zhǔn)為：</p><p>　?。?）.切削刃刃口、橫刃、刃帶棱面的磨損量；（2）.被加工孔的尺寸精度及表面粗糙度；

58、（3）.切屑的顏色、形狀；（4）.切削抗力(主軸電流、噪音、振動等間接值) ；（5）.加工數(shù)量等。</p><p>　　實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)具體情況，從上述指標(biāo)中確定準(zhǔn)確、方便的判別標(biāo)準(zhǔn)。采用磨損量作為判別標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)找出經(jīng)濟(jì)性最好的最佳重磨期。由于主要刃磨部位為頭部后面和橫刃，如鉆頭磨損量過大，刃磨耗時多，磨削量大，可重磨次數(shù)減少(刀具的總使用壽命=重磨后的刀具壽命×可重磨次數(shù))，反而會縮短鉆頭的總使用

59、壽命；采用被加工孔的尺寸精度作為判別標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)用柱規(guī)或限規(guī)檢查孔的切擴(kuò)量、不直度等，一旦超過控制值，應(yīng)馬上重新刃磨；采用切削抗力作為判別標(biāo)準(zhǔn)時，可采用超過所設(shè)界限值(如主軸電流)立即自動停機(jī)等辦法；采用加工數(shù)量限度管理時，應(yīng)綜合上述判別內(nèi)容，設(shè)定判別標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2）鉆頭的刃磨方法 重新刃磨鉆頭時，最好使用鉆頭刃磨專用機(jī)床或萬能工具磨床，這對保證鉆頭使用壽命和加工精度非常重要。如原來的鉆型加工狀態(tài)良

60、好，可按原鉆型重磨；如原鉆型有缺陷，可按使用目的適當(dāng)改進(jìn)后面形狀和進(jìn)行橫刃修磨。</p><p>　　刃磨時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）.防止過熱，避免降低鉆頭硬度；（2）.應(yīng)將鉆頭上的損傷(尤其是刃帶棱面部位的損傷)全部除去；（3）.鉆型應(yīng)對稱；（4）.刃磨中注意不要碰傷刃口，并應(yīng)除去刃磨后的毛刺；（5）.對于硬質(zhì)合金鉆頭，刃磨形狀對鉆頭性能影響很大，出廠時的鉆型是</p><p>

61、　　經(jīng)科學(xué)設(shè)計(jì)、反復(fù)試驗(yàn)得出的最佳鉆型，因此重新刃磨時一般應(yīng)保持原刃型。</p><p><b>　　深孔鉆的類型及用途</b></p><p>　　深孔鉆按工藝的不同可分為在實(shí)心料上的鉆孔、擴(kuò)孔、套料三種。而以在實(shí)心料上的鉆孔用的最多；按切削刃的多少分為單刃和多刃；按排屑方式分為外排屑（槍鉆）、內(nèi)排屑（BAT、DF系統(tǒng)深孔鉆和噴吸鉆）兩種。</p>&

62、lt;p>　　外排屑槍鉆是用于加工Φ2～Φ20㎜、長徑比L/D大于100、表面粗糙度Ra12.5～3.2、精度IT10～I(xiàn)T8級的深孔，生產(chǎn)效率略低于內(nèi)排屑深孔鉆。BAT內(nèi)排屑深孔鉆適用于加工Φ6～Φ60㎜、長徑比L/D大于100、表面粗糙度Ra3.2左右、精度IT9～I(xiàn)T7級的深孔，生產(chǎn)效率高，比外排屑高三倍以上。噴吸鉆適用于Φ6～Φ65㎜、切削液壓力較低的場合。其他性能同內(nèi)排屑深孔鉆。DF系統(tǒng)深孔鉆是近些年來新發(fā)展的一種深孔鉆

63、。它的特點(diǎn)是振動較少，排屑空間較大，加工效率高，精度好，可用于高精度深孔加工；其效率比槍鉆高3～6倍，比BAT內(nèi)排屑深孔鉆高3倍。</p><p>　　深孔加工中常見問題及處理 </p><p><b>　　冷卻潤滑問題</b></p><p>　　冷卻潤滑在深孔加工中的作用，不但是要排掉鉆孔過程中產(chǎn)生的熱量和潤滑刀具及工件（使之減小摩擦），而

64、更主要的是靠具有一定壓力和流速的冷卻液來沖出切屑，達(dá)到排屑的目的。</p><p>　　表 3 各種材料鉆削使用的切削液</p><p>　　加工深孔刀具振動現(xiàn)象分析</p><p>　　鉆孔過程中容易產(chǎn)生振動的因素很多，如工件不對稱，鉆頭、鉆桿的剛度和強(qiáng)度，工件夾具的牢固性，設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，走刀的平穩(wěn)，中心架、鉆桿的托架的空隙，被加工工件材料內(nèi)部組織不均勻等，

65、都會引起振動，從而影響刀具的壽命和鉆孔質(zhì)量。因此，在鉆孔時應(yīng)盡量采取相應(yīng)的措施減小振動現(xiàn)象的產(chǎn)生。</p><p>　　加工過程中振刀是一種十分有害的現(xiàn)象。若加工中產(chǎn)生了振刀，刀具與工件間將產(chǎn)生位移，會使加工表面產(chǎn)生振痕，嚴(yán)重影響零件的表面質(zhì)量和性能；工藝系統(tǒng)將持續(xù)承受動態(tài)交變載荷的作用，刀具極易磨損（甚至崩刃），機(jī)床連續(xù)特性受到破壞，嚴(yán)重時甚至使切削加工無法進(jìn)行。為減小振動，有時不得不降低切削用量，使機(jī)床加工的

66、生產(chǎn)效率降低。而深孔加工時刀具更易產(chǎn)生振動，因此，分析深孔加工中的振刀原因并掌握振刀的途徑是很有必要的。</p><p>　　深孔加工中刀具振動的原因</p><p>　　以刀桿的振動分析來看：刀尖切削工件時會產(chǎn)生切削力，這個力使刀桿產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)?shù)都馍系那行紨嗟艉?，刀桿的彈性變形就恢復(fù)。隨著切削不斷長生在斷掉，那么徑向切削力隨著鐵屑的生成和斷裂由大到小不斷變化，形成正弦波動切削力F。此

67、力的大小和方向一致有規(guī)律變化，如果切削力的變化頻率等于或在刀具固有的彈變頻率范圍之內(nèi)，刀具振動就產(chǎn)生了。其實(shí)即使剛性很好的刀桿也不能確保切削時刀桿不會產(chǎn)生彈變，實(shí)際上刀桿在切削時都是顫動的，但只有彈變足夠大時顫動才變?yōu)檎駝印?lt;/p><p>　　刀具在切削工件時發(fā)生振動需要有以下三個條件同時存在：第一是包括刀具在內(nèi)的工藝系統(tǒng)剛性不足導(dǎo)致其固有頻率低；第二是切削時產(chǎn)生了一個足夠大的外激力；第三是這個外激力的頻率與工

68、藝系統(tǒng)固有頻率相同隨即產(chǎn)生振動。</p><p>　　深孔加工中振刀產(chǎn)生的影響</p><p>　?。?）刀桿振刀。當(dāng)加長刀桿長徑比接近12:1時，就已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般普通合金鋼刀桿的4倍長徑比的范圍，在深孔加工中，振動幾乎成了不可也無法避免的問題，即便是每刀只切0.1㎜，也無法阻止震動的發(fā)生。而在加工過程中，我們的操作者經(jīng)過調(diào)試，將最佳的切深控制在每刀0.25㎜，而且為了消除振刀時可能產(chǎn)

69、生的挖刀（這種挖刀痕如果不加以消除的話會有不斷擴(kuò)大的危險(xiǎn)趨勢），每加工3、4刀就要走不進(jìn)刀的情況下反復(fù)走刀以消除讓刀量和挖刀痕，效率之地可想而知。刀桿振動成了不能提高加工效率和無法保證加工精度的最重要的原因之一。</p><p>　　（2）粗糙度大。采用自制的加長刀桿加工深孔時，而能夠達(dá)到的最好的粗糙度也不過Ra6.4。在精度要求較高的深孔中粗糙度就很難達(dá)到（用內(nèi)窺鏡觀察時檢察人員估測所得）要求，而且由于振動不是

70、可控的，所以每次加工都會出現(xiàn)難以預(yù)料的情況有時候由于挖刀而造成無可挽回的超差和報(bào)廢。</p><p>　?。?）尺寸難以保證。因?yàn)樽尩逗驼駝佣际欠浅ｋy以估計(jì)的因素，所以加工過程中一刀下去常常會車多了或少了，零件出現(xiàn)大于0.1㎜的錐度是很常見的而且無論怎樣反復(fù)走刀也可能無法消除。有時候因?yàn)椴恍⌒某霈F(xiàn)了挖刀，為了把挖刀痕接平一點(diǎn)，深孔中的尺寸就可能就會超差。</p><p>　　深孔加工中消除

71、刀具振動的方法</p><p>　　1）降低切削力產(chǎn)生的切削振動從而達(dá)到消振</p><p>　?。?）對于細(xì)長刀桿的刀具或者細(xì)長桿的外圓切削時，采用較大主偏角的刀具有利于消振。因?yàn)闊o論是外圓車刀車削細(xì)長軸，還是細(xì)長刀桿的刀具鉆孔，總是90°主偏角的刀具的刀具產(chǎn)生的徑向切削力最小同時刀片刃口產(chǎn)生的軸向力最大；45°主偏角的刀具的鉆削易發(fā)生刀具切削振動，因?yàn)楫a(chǎn)生振動的徑向

72、切削力與軸向力相等。而使用圓刀片時徑向切削力大與軸向力，最易發(fā)生振動。</p><p>　　（2）切深一定時減小刀劍圓弧半徑r無疑可以降低切削力特別是徑向切削力，而徑向切削力是使細(xì)長桿類刀具或工件切削發(fā)生振動的罪魁禍?zhǔn)?。刀劍圓弧半徑與振動傾向的關(guān)系是：在相同的切削深度時，刀劍圓弧半徑越大，細(xì)長刀桿發(fā)生振動的傾向越大，無論是鉆削還是銑削。</p><p>　?。?）使用鋒利的刀片來降低切削力

73、。機(jī)夾刀片分為涂層和非涂層刀片，非涂層刀片通常要比圖層刀片鋒利，因?yàn)榈镀绻繉右欢ㄒM(jìn)行刃口的鈍化處理。鋒利的刃口將影響涂層在刃口部位的粘結(jié)強(qiáng)度。即使是涂層刀片，物理刀片（PCD）也比化學(xué)涂層（VCD）刃口要鋒利。因?yàn)榛瘜W(xué)涂層材料是大約um10厚。現(xiàn)代機(jī)夾刀片采用的刀片材料按照其硬度分為6類：非涂層硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、立方碳化硼（CBN）和人造金剛石。因此，若使切削力降低，推薦使用非涂層硬質(zhì)合金或物理涂層的鈷基硬

74、質(zhì)合金刀片。</p><p>　　（4）內(nèi)孔鉆削時刀片刃傾角越小越好，這樣副主偏角很大，副刃口與被加工面的顫動接觸區(qū)小，顫動很難變成振動，副切削刃口擠削的機(jī)會也小。</p><p>　?。?）使用正前角和大后角的刀片配以輕快的斷屑槽。這樣的刀片在鉆削中的切削切入角最小，切削當(dāng)然輕快。在車削和鉆削中，主要推薦7°和11°后角的刀片，這是最常見的刀，也是ISO標(biāo)準(zhǔn)刀片，不同

75、廠家可以互換。</p><p>　?。?）調(diào)整切削參數(shù)。調(diào)整切削參數(shù)只對切削振動不嚴(yán)重的刀具可能有效，一般的調(diào)整方法如下：減低刀具或者工件的回轉(zhuǎn)速度，減小切深并提高刀具每轉(zhuǎn)走刀量。在內(nèi)螺紋的切削中若產(chǎn)生振動，可以把螺紋車刀的進(jìn)刀步驟減小1～2刀。</p><p>　　2） 改善車刀的夾持方法從而減輕振動</p><p>　　傳統(tǒng)的螺釘加緊的方法是不利于消除振動的，最

76、好的辦法是也是最易操作的是采用變形夾套的方法</p><p>　　這種方法先鉆出與刀桿過渡配合的孔，若是刀桿直徑比較大，可將孔的一側(cè)銑開。側(cè)面的加緊螺釘中要有兩個頂絲，利用大徑較重的刀桿裝配，其余的為刀桿加緊螺栓。對于中小直徑刀桿則是將孔削為兩半，每半的圓弧面淬火到HRC45，螺栓為兩側(cè)共同加緊。夾套下面通常為鑄鐵機(jī)座。</p><p>　　通過深孔加工過程中產(chǎn)生振刀的原因和基本規(guī)律采取相

77、應(yīng)的減振措施，可使切削加工中的振刀現(xiàn)象明顯減小，大大提高工件表面質(zhì)量及機(jī)床刀具的加工能力。但完全消除振刀現(xiàn)象仍需尋找原因及消除措施。</p><p>　　提高深孔的加工質(zhì)量的分析</p><p>　　在機(jī)加工中，鉸孔是普遍應(yīng)用的孔的精加工方法之一。因?yàn)殂q刀的齒數(shù)較多，導(dǎo)向性能好，心部的直徑大，刀具的剛性好，加工余量較小，切屑的厚度較薄，可以獲得IT9～I(xiàn)T7級直徑尺寸精度，內(nèi)孔的表面粗糙度

78、值可以控制在Ra1.6～0.8之間。但實(shí)際生產(chǎn)中，鉸孔加工質(zhì)量往往不能達(dá)到理想的要求。以下就如何控制鉸孔加工質(zhì)量進(jìn)行探討。</p><p>　　影響鉸孔質(zhì)量的主要因素 </p><p>　　1）鉸刀幾何參數(shù)。鉸孔質(zhì)量的好壞取決于鉸刀本身的精度和表面粗糙度。因此，鉸刀幾何參數(shù)的合理選擇，決定了被鉸孔加工質(zhì)量的好壞。一是鉸刀直徑。它是根據(jù)被加工孔的公稱尺寸和公差以及在鉸削過程中被加工孔的擴(kuò)張量

79、或收縮量決定的。二是鉸刀的齒數(shù)。一般，鉸刀的齒數(shù)愈多，鉸孔的精度就越高，表面粗糙度值就越低，同時，分布在每個切削刃上的負(fù)荷也就小，有利于減少鉸刀的磨損。但齒數(shù)增多后卻降低了刀齒強(qiáng)度，減小了容屑槽。在切削時，切屑就不容易排出。特別是鉸深孔和切削余量大時，因容屑槽被切屑堵塞，切削液流不進(jìn)去，致使鉸刀和工件因產(chǎn)生熱量而變形，影響加工質(zhì)量。鉸刀的齒數(shù)一般都選用偶數(shù)。三是切削錐角。它主要是根據(jù)不同的加工材料和鉸刀的類型來加以選擇。四是前角。由于鉸

80、削的余量較小，切削僅在刀尖處進(jìn)行，與刀齒的前傾面很少接觸，故前角可以為零，但在鉸削塑性較大的材料時，為避免切屑粘滯在刀刃上，前角應(yīng)取大一些。五是后角。鉸刀的后角大，雖然可以提高切削刃的銳利程度，卻降低了刀齒強(qiáng)度，在切削過程中容易產(chǎn)生震動和磨損，鉸刀直徑也隨之減小，使鉸孔直徑達(dá)不到要求。六是刃帶寬度。它主要是引導(dǎo)鉸刀方向和光整孔壁，同時也為了便于測量鉸刀的直</p><p>　　2）鉸削用量。對鉸孔而言，鉸削用量是

81、很重要的。它對鉸削過程中的摩擦切削力，切削熱以及切屑瘤的形成和加工精度、表面粗糙度都有極大的影響，因此一定要合理加以選擇使用。一是鉸削余量。鉸削余量不宜留得太大或太小。因?yàn)殂q削余量留得太小，鉸削時不易校正上道工序殘留的變形和去掉表面殘留的缺陷，使鉸孔質(zhì)量達(dá)不到要求。若所留的鉸削余量太大，勢必加大每一個刀齒的切削負(fù)荷，破壞了鉸削過程中的穩(wěn)定性，且增加了切削熱，使鉸刀的直徑脹大，孔徑也隨之?dāng)U張，切屑的形成必然呈撕裂狀態(tài)，造成加工表面粗糙。二

82、是機(jī)鉸的切削速度和進(jìn)給量。鉸削速度和進(jìn)給量要根據(jù)加工材料合理選擇。進(jìn)給量不能選得太小，太小時切削厚度可能小于切削刀齒的小圓半徑。鉸削余量、切削速度、進(jìn)給量這三個要素是相互影響，當(dāng)鉸削余量較大時，切削速度，進(jìn)給量就不能選得過高；反之，如果切削速度和進(jìn)給量選取較小值時，則可適當(dāng)提高切削速度。 當(dāng)然，為了更好地控制鉸孔加工質(zhì)量，除了鉸刀幾何參數(shù)及鉸削用量外，可在鉸削過程中，采用合理的切削液來排屑和冷卻。</p><p&

83、gt;　　鉸孔加工過程中的質(zhì)量控制 </p><p>　　1）手工鉸孔加工。手工鉸孔時，鉸刀受加工孔的引導(dǎo)，在手的扳動下進(jìn)行斷續(xù)鉸削。由于通過人手直接扳動鉸刀，處于自由狀態(tài)，稍有不慎，鉸刀就會左右搖擺，將孔口擴(kuò)大。同時，鉸刀尚需作周期性的停歇，影響加工孔的表面粗糙度。因此，必須嚴(yán)格遵守手工鉸孔工藝規(guī)程，從而保證手工鉸孔的質(zhì)量。 （1）工件裝夾要正，使操作者在鉸孔時，對鉸刀的垂直方向有一個正確的視覺和標(biāo)

84、志。 （2）鉸刀的中心要與孔的中心盡量保持重合，不得歪斜，特別是鉸削淺孔時。 </p><p>　?。?）在手鉸過程中，兩手用力要平衡，旋轉(zhuǎn)鉸杠的速度要均勻，鉸刀不得搖擺，以保持鉸削穩(wěn)定性。 （4）鉸削進(jìn)刀時，不要猛力壓鉸杠，要隨著鉸刀的旋轉(zhuǎn)輕輕加壓于鉸杠，使鉸刀緩慢地引進(jìn)進(jìn)孔內(nèi)并均勻地進(jìn)給，以保持良好的內(nèi)孔表面粗糙度。 （5）在鉸削過程中，鉸刀被卡住時，不要猛力扳動旋轉(zhuǎn)鉸

85、杠，以防止鉸刀折斷，而是應(yīng)該將鉸刀取出，清除切屑，檢查鉸刀是否崩刃。如果有輕微磨損或崩刃，可進(jìn)行研磨，再涂上潤滑油繼續(xù)進(jìn)行鉸削加工。</p><p>　?。?）注意變換鉸刀每次停歇的位置，以消除鉸刀常在同一處停歇所造成的振痕。</p><p>　?。?）鉸刀退出時不能反轉(zhuǎn)。因?yàn)殂q刀有后角，反轉(zhuǎn)會使切屑塞在鉸刀齒后面和孔壁之間將孔壁劃傷，同時鉸刀也容易磨損。 （8）工件孔處于水平

86、位置鉸削時，應(yīng)用手輕輕托住鉸杠使鉸刀中心與孔中心保持重合。當(dāng)工件結(jié)構(gòu)限制鉸杠作整圓周旋轉(zhuǎn)時，一般是用扳手扳轉(zhuǎn)鉸刀，每扳轉(zhuǎn)一次使其作少量的旋轉(zhuǎn)。 （9）當(dāng)一個孔快鉸完時，不能讓鉸刀的校準(zhǔn)部分全部出頭，以免將孔的下端劃傷。另外，當(dāng)受到工件裝夾或工件結(jié)構(gòu)的限制時，不允許從孔的下面取出鉸刀。 </p><p>　　2）機(jī)動鉸孔加工。當(dāng)鉸孔的批量較大且條件允許時，應(yīng)盡量采用機(jī)動鉸孔。機(jī)動鉸孔效率高，鉸刀的回轉(zhuǎn)

87、中心比較穩(wěn)定，鉸削連續(xù)，進(jìn)刀量比較均勻，這些都有利于提高鉸孔質(zhì)量。當(dāng)然，操作上必須按照正確的方法進(jìn)行機(jī)動鉸孔加工，才能保證鉸孔質(zhì)量。 （1）選用的鉆床，其主軸錐孔中心線的跳動：搖臂鉆床靠近主軸端部不大于0.02mm，在距主軸端部300mm處應(yīng)不大于0.03mm。當(dāng)立式鉆床最大鉆孔直徑小于25mm時，在距離主軸端部l00mm處不大于0.03mm，當(dāng)最大鉆孔直徑大于等于25mm時，在距離主軸端部300mm處不大于0.05mm。

88、 （2）裝夾工件時，要保證被鉸孔的中心線垂直于鉆床工作臺平面，公差不大于0.002mm／100mm，鉸刀中心與工件預(yù)鉆孔中心重合公差不大于0.02mm。 （3）開始鉸削時，為了引導(dǎo)鉸刀鉸進(jìn)，可采用手動進(jìn)給。當(dāng)鉸進(jìn)2～3mm時，改用機(jī)動進(jìn)給，以獲得均勻的進(jìn)刀量。 （4）采用浮動夾頭夾持鉸刀時，在未吃刀之前最好用手扶正鉸刀，慢慢引導(dǎo)使其接近孔緣，以防止鉸刀與工件發(fā)生撞擊。否則由于受到撞擊可能使鉸刀切削刃產(chǎn)生凹痕，或?qū)⒐?/p>

89、件孔口啃切出過深的刀痕，造</p><p><b>　　深孔加工舉例</b></p><p><b>　　機(jī)床主軸孔加工</b></p><p>　　圖 5 普通機(jī)床主軸</p><p>　?。?）加工對象和工序安排：年生產(chǎn)綱領(lǐng)為3000件，材料為45鋼，模鍛件，鍛后正火；加工主軸孔前已進(jìn)行下列工

90、序：</p><p>　　車端面打中心孔——粗車外圓——調(diào)質(zhì)——半精車外圓，本工序安排在半精車外圓后進(jìn)行，以軸頸作定位基面，參見下圖</p><p>　　圖 6 主軸內(nèi)孔加工工序圖</p><p>　?。?）機(jī)床設(shè)備選擇：深孔加工機(jī)床有通用機(jī)床、專用機(jī)床以及由車床改制</p><p>　　而成的機(jī)床，大多是臥式機(jī)床。本工序根據(jù)工廠實(shí)際情況，采

91、用由C630車床</p><p>　　改裝的深孔加工機(jī)床，工件在機(jī)床上的加工情況參見噴吸鉆的工作原理圖。</p><p>　　（3）刀具選用噴射鉆（屬內(nèi)排屑深孔鉆頭）。</p><p>　?。?）切削用量的選擇：按深孔加工切削用量表并結(jié)合C630車床實(shí)際，選用切削用量為：，，，。</p><p>　　工件的機(jī)動時間為，工件單件工序工時為。&l

92、t;/p><p>　?。?）C630車床改裝成深孔鉆床：</p><p>　　C630機(jī)床是機(jī)械加工設(shè)備中一種工藝范圍很廣的臥式車床。C630車床主軸孔為φ68mm，最大回轉(zhuǎn)直徑為600mm，車床軌道長度為1500mm，它既可以車削內(nèi)外圓柱、圓錐面，也可以車削端面和各種螺紋，還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔等工作。</p><p>　　為了簡化改造程序，使車床在不改變主軸箱的基礎(chǔ)上

93、實(shí)現(xiàn)軸孔的加工，進(jìn)過閱讀C630車床的說明書，了解其主要部件結(jié)構(gòu)、參數(shù)，確定了如圖7的改造方案。</p><p>　　圖 7 C630改裝成深孔加工機(jī)床</p><p>　　該方案是采用鉆頭不轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)的鉆削工藝，在原車床的中托板上卸下刀架裝上一集屑器，原尾座上裝一夾緊鉆頭并能授油的卡具，再配有高壓冷卻裝置，和集屑過濾裝置。鉆孔時三卡夾緊工件的一端，將鉆頭裝在尾座的卡具上，接通高壓油管，開

94、啟車床主軸即可進(jìn)給鉆孔。主軸停和快速退刀均為手動方式，車床尾部氣缸為f100，當(dāng)壓縮空氣壓力為0.4MPa時，氣缸活塞桿推力達(dá)到3100N，可滿足要求。</p><p>　　車床改裝為深孔加工機(jī)床，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有三部分：</p><p>　　1）授油器直接連在車床導(dǎo)軌上，其功能是連接液管通過鉆桿與工件加工孔之間的環(huán)形槽向內(nèi)切削區(qū)輸送冷卻潤滑油，并支承導(dǎo)向套扶正鉆頭入鉆；</p&

95、gt;<p>　　2）尾桿安裝在車床中托板上，其功能是連接鉆桿和傳遞扭矩，并連接另一條液管實(shí)現(xiàn)負(fù)壓抽屑；</p><p>　　3）中心架直接連在車床導(dǎo)軌上，其功能是支承扶正旋轉(zhuǎn)的工件。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　1） 車床的床身、床腳、油盤等采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，剛性高，抗震性好，符合高速切削機(jī)床

96、的特點(diǎn)；　　2） 床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu)，三支承均為圓錐滾子軸承，主軸調(diào)節(jié)方便，回轉(zhuǎn)精度高，精度保持性好；　　3） 進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋種類的選擇轉(zhuǎn)換方便、可靠；　　4） 溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置，可防止自動走刀過載后的機(jī)件損壞；　　5） 車機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動進(jìn)給機(jī)械碰停裝置，可通過調(diào)節(jié)碰停桿上的凸輪縱向位置，設(shè)定工件加工所需長度，實(shí)現(xiàn)零件的縱向定尺寸加工；　　6） 尾座設(shè)有變速裝置，可滿足鉆孔、鉸孔的需

97、要；</p><p>　　7） 車機(jī)床潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理可靠，車頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱均采用體內(nèi)飛濺潤滑，并增設(shè)線泵、柱塞泵對特殊部位進(jìn)行自動強(qiáng)制潤滑。</p><p>　　深孔加工油路系統(tǒng)主要由油箱、排屑箱、油泵、電機(jī)和液壓元件等組成，收到地面和周圍空間的限制，不易做成地坑式油箱，因此油箱高度和寬度要受到車床中心高和車床后面空間的限制。油箱長度按最大加工長度確定，并做成可移動的。采用四級過濾

98、，在排屑箱中用80目銅網(wǎng)進(jìn)行粗過濾；在油箱中分別用100目和120目銅網(wǎng)進(jìn)行第2、第3級過濾；最后在油泵進(jìn)油管上裝紙型過濾器進(jìn)行第4級過濾，該過濾系統(tǒng)的過濾精度可達(dá)10～0.5um。</p><p><b>　　改造時應(yīng)注意的問題</b></p><p>　　1) 受車床尺寸及最大進(jìn)給抗力限制，只限于選用小型主軸箱系列的主軸箱。根據(jù)機(jī)床允許最大進(jìn)給抗力Ff=3600N

99、，電機(jī)功率P=7kW，被加工孔徑不太大。當(dāng)總切削力大于車床允許最大進(jìn)給抗力二倍以上時，應(yīng)考慮用液壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)；</p><p>　　2) 工件上兩個距離最遠(yuǎn)的被加工孔水平和垂直中心距均不大，受軸承和齒輪限制，任意兩孔中心距不太大，孔徑、孔深相差不能太大；</p><p>　　3) 車床導(dǎo)軌要足夠長，使導(dǎo)軌有足夠的進(jìn)、退刀空間。行程開關(guān)控制時，不要使主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)同時停，以免鉆頭折斷；<

100、/p><p>　　4)車床在主軸反轉(zhuǎn)狀態(tài)下，進(jìn)給箱不能進(jìn)給，當(dāng)對這類車床進(jìn)行改造時，所設(shè)計(jì)的主軸箱傳動鏈必須使得機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)，否則無法使用機(jī)床進(jìn)給箱；</p><p>　　5) 因切削軸向力大于機(jī)床允許最大進(jìn)給抗力而產(chǎn)生的后果是：帶動進(jìn)給箱進(jìn)給的蝸輪容易磨損，一般來說，在蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)中，蝸輪硬度較低，材料為鑄鐵或青銅，而蝸桿硬度較高，材料為鋼件，淬火，而蝸輪比蝸桿容易磨損是在設(shè)計(jì)機(jī)床時有意

101、設(shè)計(jì)的。如果切削軸向力不是很大，也可不用氣缸作為輔助推力，只需定期更換蝸輪即可。</p><p>　　內(nèi)排屑深孔鉆鉆孔中常見問題的原因和解決辦法如下表所示</p><p>　　表 4 內(nèi)排屑深孔鉆鉆孔中常見問題的原因和解決辦法</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文是在陸亦工老師的悉心指導(dǎo)

102、下完成的。論文從題目選定、格式講解、構(gòu)思結(jié)構(gòu)直到最終定稿，每一步都是在陸老師的指導(dǎo)下完成的，花費(fèi)了老師大量的時間和精力。在論文的寫作過程中馬良老師的論文講座格式和模板說明文檔在技術(shù)上給了我很大的幫助，讓我在寫好論文的同時學(xué)會了很多技巧。對于老師的無私付出，我表示真誠的感謝，同時我還要感謝母校的每一位老師及身邊的同學(xué)們，讓我在圓滿完成學(xué)業(yè)的同時收獲了真摯的友情，馬上要離校了，祝老師工作</p><p>　　順利，同

103、學(xué)們有個好前程。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[]王先逵.鉆削、擴(kuò)削、鉸削加工（第3版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008.6</p><p>　　[2]韓洪濤.機(jī)械加工設(shè)備與工裝.北京：高等教育出版社.2009.3</p><p>　　[3]郭宗義.鉗工操作技巧與禁點(diǎn).北京：機(jī)械工業(yè)