普通车床加工细长孔的工艺分析

2017-04-06

福建质量管理 2017年20期

(重庆工业职业技术学院机械工程学院重庆 401120)

普通车床加工细长孔的工艺分析

张新亮

(重庆工业职业技术学院机械工程学院重庆401120)

细长孔加工中，普通车床的使用频率比较高，对细长孔的加工有着十分重要的影响。大量的实践研究证明，在用普通车床加工细长孔的时候，关键技术点在钻具与夹具的选择和使用，合理的钻具与夹具选择和使用，能够极大地提升普通车床加工细长孔的效率。本文中，笔者结合当前的车床加工的实际情况，对普通车床加工细长孔的工艺进行了详细的分析，形成了对普通车床加工细长孔的全面认识，希望可以为相关研究提供一定的参考依据。

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一、引言

细长孔的钻削加工在机械加工过程中一直是一件难度比较大的工作，在对细长孔进行加工的时候，特别是对批量细长孔进行加工的时候，通常都需要使用到专用工具。但是，在实际的加工过程中，会因为专用设备的限制，并且一些细长孔的加工对精度的要求并不是非常高，如果能够实现普通车床的加工，将会对专用设备缺乏或者小批量生产有着十分重要的意义。所以，本文针对普通车床加工细长孔的工艺分析，是有必要的，也是非常具有实际价值和意义的。

二、在普通车床上进行细长孔加工工艺分析

使用普通车床对细长孔加工，对于细长孔有一定的要求，细长孔通常是超深孔加工的范畴，加工制作起来的难度比较大，就算是在专用的深钻孔床上使用外排屑深钻孔进行加工也具有比较高的难度。由此可见，在普通车床上对细长孔进行加工，也会存在一定的难度。也就说，普通车床加工细长孔的最大特点之一便是难度加大。具体可以从以下几个方面来看。

第一，对于工件的定位方面。工件装夹与钻孔加工的精度有一定的关联性。细长孔加工的时候，有可能会出现偏钻，究其原因主要有二：一是加工轴向作用力的大小以及钻具的刚性，二是工件的装夹定位。对于工件装夹定位精确性的提升，需要做好专用夹具的选择工作，在选择的时候应当结合加工设备以及工艺制作方法进行选择。第二，长杆切削钻具的选择。在对细长孔进行加工的时候，长杆钻具的使用非常重要。需要注意的是，就当前市场的实际情况，要想购置到合适的长杆细长孔钻具难度非常大，这就需要根据实际情况，自行设计出符合标准要求的长杆钻具。第三，排屑以及冷却的处理。普通车床加工细长孔的时候，必须要及时对切削的部位进行冷却处理，同时还要把切削产生的切屑及时清理干净，防止切屑过多出现阻塞的情况，也能够在一定程度上保证加工的有序进行，提升钻具与夹具的使用寿命[1]。第四，关于钻孔切削的工艺。细长孔使用普通车床进行加工时，需要事先设置相应的参数，参数的设置合理与否，将会对加工工艺的进行起到重要的保障作用。在进行参数设置的时候，要考虑到的因素很多，如进给速度、工件旋转速度、排屑效果等[2]。

三、普通车床细长孔加工工艺中的夹具设计

目前，针对普通车床细长孔加工工艺中的夹具设计，主要涉及到两个方面的内容，一方面是工件夹具的选择，另一方面是钻具夹具的设计。

首先，工件夹具的选择。在对工件夹具进行设计的时候，需要考虑到工件的尺寸和加工设备的情况，这样做的目的是为了保证定位的准确，同时也方便装夹作业的开展。通常情况下，如果工件的外径不大，放入到车床主轴孔的时候相对比较容易。夹具设计时，需要保证车床主轴中心与工件的中心保持同轴，把工件的小端放置在主轴孔的一端。根据车床主轴内外径的实际情况，在车床的主轴尾端放小端，按照工件装夹定位的要求提升定位锥套的合理性，并把螺母压紧[3]。其次，钻具夹具的设计。关于细长孔的加工，长杆钻具的夹持方式有两种：尾座上钻具夹持和刀架上钻具夹持。尾座上钻具夹持方面，对于普通车床而言，在尾座的设计方面并没有新颖的创新，并且缺乏进给拖动动作，需要使用人力进行控制辅助，要想保证均匀进给的难度比较大，一旦进给量比较大时，很容易导致长杆钻具出现弯曲的现象，偏孔现象便由此发生。刀架上钻具夹持，其实是对尾座上钻具夹持的一种改进和优化，借助打架的拖动作用调节钻削的速度，实现对钻削行为的控制，从而实现均匀进给。

四、普通车床细长孔加工工艺中的长杆钻具设计

针对这一方面的内容，需要掌握的方面主要有两个，一个是结构设计，另一个是材料选择与加工制作过程。

(1)长杆钻具的结构设计：在实际的运行过程中，长杆钻具需要承受一定的压力，尤其是轴向与扭矩的压力。这就要求，在对长杆钻具进行设计的时候，应当考虑到轴向与扭矩的压力，保证其具有较强的抗扭强度和轴向稳定度。与此同时，在对长杆钻具进行设计的时候，还应当保证长杆钻具工件的内孔壁与体外径之间应当留有比较充分的孔隙。(2)长杆钻具的材料选择与加工制作过程：一般情况下，在连接体上尽可能地选用长度为130mm以及外径为14mm的厚壁无缝钢管[4]。在临近内螺纹位置旁边钻两个对称的小孔。选择麻花钻头时，选择15mm的成品锥柄，在锥柄的处理上螺纹长度设置在18mm左右，外螺纹则为M10。在对长杆钻具进行加工的时候，选择气焊的加工方式，将杆体育钻头焊接在一起，焊接时注意钻头过热问题，如果过热将会出现退火软化的情况[5]。焊接作业完成之后，借助砂轮打磨掉焊缝的高点以及槽点。保证杆体与钻头的同轴度与直线度，确保符合相关的范围要求。需要注意的是，在选择杆体材料的时候，硬度不要过大，如果过大，将会使得钻孔偏斜的情况出现。

五、普通车床细长孔具体加工工艺的实施分析

普通车床细长孔加工工艺的具体实施包括四个方面，具体表现如下：

(1)工件预加工。倒角加工和导向孔加工都是工件预加工的两个重要方面。进行倒角加工时，夹具固定端的倒角度必须要与定位的锥套保持一致。导向孔加工时，先用钻孔进行中心孔的打制工作，钻孔时可以选择麻花钻头进行钻孔。(2)长杆钻头及工件的装夹。装夹时，应当采用由定位锥套与卡盘进行有效结合的方式，同时将钻头的夹具放置在刀架上，找准中心的位置，在实际的操作过程中不断调整中心位置，最终确定中心位置。(3)冷却液的处理工作。在加工工艺中，冷却液的作用不言而喻。因此，在选择冷却液的时候，要选择高质量的冷却液，保证具有较高的冷却效果、润滑效果以及能够顺畅排屑。(4)退刀排屑。加工工艺中，冷却液的排屑可能会受阻，这是可以考虑中止加工，退刀排屑工作处理后再加工。(5)切削参数的设置。切削参数的设置可以保证工艺加工的质量。实践证明，如果机床主轴的运转速度在160-200r/min的范围内，切削的进给量达到0.28-0.3mm/r的时候，加工效果比较理想。