普通车床深孔加工方法

撰文/彭敏

■510800 广东省高级技工学校（广州校区） 广东 广州



普通车床深孔加工方法

撰文/彭敏

■510800 广东省高级技工学校（广州校区） 广东 广州

本文以普通车床为主题，探讨深孔加工方法及相关问题。首先结合我国工业发展的情况与普通车床加工技术对其进行了简要概述；主要分析了加工中的难点，重点对浮动镗刀杆的制造、刀具的制造、导向套、弹性夹头、锁紧螺母工序进行了说明，并在此基础上，对加工过程进行了讨论。希望通过本文初步论述可以引起更多的关注与更广泛的交流，为该方面的理论研究工作、加工实践工作提供一些有价值的信息，以供参考。关键词：普通车床；深孔加工；方法

在工业制造领域，普通车床是较为普遍的机械生产加工设备之一，从当前的发展情况来看，它集自动化控制、检测、电机技术于一体，并广泛实现了智能化的加工工艺，经过这种智能一体化的发展及应用，不但改善了普通车床自身的性能，而且，通过这种生产加工形式的转换，引起了工业领域的整体革新，包括生产结构、流程，以及人力等各方面的改变；因而，在智能一体化的普通机床运行中，还需要加强人为的管理与养护，最重要的是对其加工工艺与方法进行细致解析，以下就从这方面展开具体讨论。

概述

在普通车床加工深孔零部件中，对于单件、批量少的深孔工件加工，一般以接长标准麻花钻头为主，进行钻削；而一旦长径比大于10或者超出过多时，立刻就会出现技术上的难度，所以，对于钻削后的深孔还需要加以细化，进行深加工，从而提高尺寸精度、减少表面粗糙度；这方面的工艺措施相对复杂，但解决方法依然具备科学性、可操作性，本文就从这个角度切入，以浮动镗刀、刀具装夹方法，对普通车床深孔进行加工技术的分析。

以现实中的钻进油罐加工为例

以钻机油罐缸加工为例，选用冷轧无缝钢管（毛坯尺寸：∅60*12*455mm3，加工任务：5件/月），进行加工，工件要求如下图1所示。

图1　钻进油罐

注：此次加工因数量少，需要考虑到成本、夹具；从难度系数来看，相对较高，比如，在孔径孔深为450mm，所以切削要求刀杆长而细，对刚性、强度要求也较高；此次加工属于深孔加工，冷却液进入、切削屑排出存在阻碍；最大的难点在于以普通车床进行深孔加工，需要先对深孔车刀、刀具，这样就可以更好的控制波纹、喇叭口、车削直线主精度，防止发生影响。选择这种方案，可以更好的简化制造工艺、达到效率的提升、效果的完善，并节省成本、减少支出、完成深孔加工。

浮动镗刀杆、夹具制造

以下的浮动镗刀杆、夹具制造皆以本例中的需要为主展开具体说明。

a浮动镗刀杆

选择45钢作为制造镗刀杆的材料，以加工孔径大小作为参考，充分考虑到排屑问题后，将刀杆直径加大，以此提高其刚性需求，具体的工艺包括选材、调质、车平、钻通孔、顶针装夹、精车粗磨、铣床加工、电花火线切割、选择刀片等。

b夹具制造

刀具属于重要夹具，在镗削工件中非常重要，本次研究中选择球墨铸铁QT400-18制造，具体工艺也是先铸毛坯、加工外圆、车平端面、内孔设置、调头处理、粗车锥孔、车外螺纹、铣床加工等。（注：由于加工数据过多，此不赘述；具体加工数据在以下有具体说明，也可以根据加工件尺寸要求进行推算）

c导向套

导向套的加工与浮动镗刀杆的制造所选材料一致，但尺寸存在差异；从作用方面来看，主要在于使刀具、工件之间构成相对关系，并确定位置；因为在现代数控机床应用中，采用的通常是笛卡尔氏几何或坐标分析法，一般情况下，对零部件的加工表面会产生运动轨迹，进入切削状态后，导线为主体，以工件、刀具间的运行过程达到形状的塑造或切削，这样更易保证加工过程的稳定性；另一方面，导向套、刀具体孔间会形成配合（∅37.9H7/f6），也会与刀杆形成配合（∅ 20H7/f6），从而保证两者之间构成联动关系。具体如下图2所示。

图2　导向套图

d弹性夹头与锁紧螺母

弹性夹头、锁紧螺母与刀具的制造材料相一致，弹性夹头上铣床加工槽（4条：5*17mm）；作用体现在对装卸下工件的保护，如下图3a；锁紧螺母具体尺寸如下图3b所示。

图3　弹性夹头（a）与锁紧螺母（b）

e深孔加工的冷却与润滑

如同概述所言，在深孔加工中，考虑到切削加工中的摩擦温度，因此，要求增加冷却液，又由于存在粗糙度，所以需要进行润滑液进行处理；冷却润滑液具备两种功难，它可以冷却、润滑、冲洗减振以及防锈；还可以更好的降低刀具、切屑、工件间的摩擦力，降低工件温度。在深孔加工之中，它的作用与功能直接关系到加工件的质量问题，从它的特征来看，流动性强、黏度合宜，所以，易于达到以上所说的作用或效果；在加工中由于存在脏切削液的聚液箱，所以，能够很快达到碎屑的沉淀，加工效果值得称赞；在本次加工中，由于钻进油罐孔深长，难度有所增大，因此，在加工过程中，利用刀杆中心也进行冷却润滑液的注入，这样效果更佳，一般情况下，宜选择25L/min的水泵流量，并以0.06MPa压力作为动力；这样可以将液体直接送达加工件的表面，且对刀杆不产生影响，或刀杆对其不发生影响，水压的存在又顺利的将切屑排出，所以说，通过冷却与润滑之后，浮动镗刀的工作环境良好，有利的保证了加工精度，确保了加工件表面的粗糙度值得到了改善。

加工过程分析

在实际加工过程中，首先要求车平两端面有1mm的总长留，孔两端的倒角以2*30。为宜，对于粗车外圆的留余量以单边0.5mm为宜，注意需要通过两顶尖装夹来完成；具体要求夹住一端，再以中心架对另一端进行固定或托住，然后以内孔刀粗车内孔完成留余量的单边距设置；从工作原理来分析，一般存在对外轮廓、端面、内孔、切槽、切断、车螺纹等加工，在此次车削加工中，对工件的装夹方面，其装夹方式因加工工件难度大、批量小、毛坯形式粗糙、几何形状单一，需要采取不同次数的装夹或夹顶共用或多顶以及专用夹具等。主要是通过掉头后，对粗车另一端余下孔长做处理，留内孔单边余量为0.5mm；在此精车则对工件总长度进行着实时控制，此时要求的两端口倒角依然为2*30。，然后就可以实现两顶针装夹精车缸体外圆，直到达到加工尺寸要求即可；当这一切准备工作就绪后，就可以通过四爪将外圆夹起，并托住精车内孔粗糙度（Ra3.2），此时的留余量以0.2mm为宜，注意对于工件的其它部分也可以以卡盘进行夹住后垫垫铜皮的方式完成对它的控制或加固；然后掉头重复装夹工艺；最后进行浮动镗削，一是爪夹稳定校正刀具，二是校正刀杆、主轴同轴度，三是在刀具体中放入导向套，四是工件装夹，也就是在弹性夹头里放入工件，并套入刀具锥孔，然后以锁紧螺母拧紧、托住，五是对准镗刀杆、导向套孔，六是垫片、螺栓入刀、定位、装镗刀头、进行镗削，注意需要两次操作才能完成切削；第一次、第二次的切削用量不同，速度不同，方向不同；前一次，从床头到床尾，后一次反过来从床尾到床头；切削用量在第一次为0.05mm，速度为每分钟5m，频率为每转0.1mm，第二次切削用量不同（0.055mm），但速度相同；严格按照图纸与工艺要求制作，当第一个工件完成后，查看、评估效果，若无问题继续生产其它4个加工件，若存在问题，则需按照问题进行针对性处理，再行加工。

注意事项

应该增加加工中对于普通车床的维护与保养，需要从其构成的每一个部分去着手，从上面的分析可以看出，在车床的维护与保养中，需从班前的检查、通电运行、保持润滑度等开始，还应该在班后对诸如机械、液压操作手柄、开关、电源气源以及清扫机床等工作，进行检查与完成；另一方面，需要对其进行周期性维护与保养；另外，即是从各个部位进行细致化的针对性维护与保养；由于普通车床的维修、维护、保养专业性较强，所以，在实际的维护与保养及使用中，应该选择专业的操作人员与维修保养人员，防止因专业技能过低而造成对机器的损坏或者保养无效。

结束语

总之，在新的时代就应该坚持可持续发展的新型理念，真正贯彻与时俱进、因时制宜的方法；在普通车床深孔加工方面，应该认识到金属切削属于长期生产实践的产物，实用性强、针对性强，而且由于深孔加工在实践中较为普遍，加上不同材质、不同工艺与技术要求间的差异区别了非常突出，因此应该对这些方法的异同点进行一些具体分类、数据整理、以及刀具工作的相关因素，注重其内在的关联性，从而提升加工技术水平与切削质量；在这方面可创新的空间较大，所以，应该加强在难度、精度、质量方面的反思，提高加工的创新能力。

参考：

［1］赵玉霞.利用挂轮改变齿厚法车削变齿厚蜗杆［J］.滁州职业技术学院学报，2013（2） .

［2］廖德岗，蔡悦华，车晓毅等.异型柱面数控车铣组合加工叠加成形技术研究［J］.湖南文理学院学报，2014 （2）.

［3］王瑜蕾，呼咏，张军等.加大直径及变齿厚的新构形齿轮精滚刀的研究［J］.工具技术，2014（8）.

［4］朱颖，何东敏.风扇增压级整体鼓筒数控车加工技术研究［J］.中国新技术新产品，2013（3）.