阀体深孔加工技术的研究与分析

王俊君

（上海电力机械有限公司，上海 200245）

电站辅机产品汽机旁路阀门作为上海电力机械有限公司主要的传统产品，其制造供货应满足电力行业快速发展的需要。为加快汽机旁路阀门的制造速度，我们对该产品主要零部件原先的加工工艺方法进行了一一分析，从确保产品质量，提高加工效率，降低生产成本的角度考虑，改进该产品的阀体深孔加工技术。

汽机旁路阀门的阀体母材是锻件，重量1.5t左右，外形尺寸为1400mm×500mm×500mm，成盲孔。加工内腔前，首先要钻孔，由于孔径大，有较长的深度，一般钻头无法打穿，而且加工时间长，非常麻烦。因此，我们重新设计、制作一套可拆卸式深孔钻工装，采用新的外排屑钻孔方法来完成，从而达到提高加工速度、减少加工时间、提高经济效益这一目的，为大批量生产奠定基础。

本文从深孔钻工装改进方案的设计、制作、使用和技术参数等方面对阀体深孔加工技术进行研究和分析。

1 传统深孔加工方法分析

用普通的扩孔钻方法加工深孔时，常见的技术难点就是：由于钻具细长，刚性差，而且孔径由小到大需要几次反复扩钻，冷却困难，铁屑不容易排出，钻孔工具磨损和损坏无法观察，钻头损坏快，切削冷却液流量和压力难以把握。针对这些问题，我们考虑对新设计的可拆卸式深孔钻工装在简便、实用、耐磨、排屑等关键方面加以改进。

2 深孔钻改进方案分析与构成

由于加工的阀体材料是合金钢，钻头容易磨损和断裂，排屑困难。因此，对深孔钻的刀片材料进行改进，采用硬质合金材料，能够提高耐磨度，用硬质合金和刀体焊成刀片，还能提高抗震性。同时，将其它设计成可拆卸式，能够在一定范围内灵活使用，更具经济性。在此基础上，选择好刀片的安装位置和角度，以及钻孔加工时的切削用量，解决铁屑外排屑问题。整套深孔钻工装（见图1）则由刀排、刀排座、钻孔刀架、刀片、导向快、冷却管、冷却泵组成，如图1所示。

3 深孔钻的制作方法

根据加工件的长度，从通用性考虑，首先加工一根刀排（件1），将外圆加工成直径为100mm的圆柱体；在头部加工成1:20的锥度，锥度上铣一条键槽，以防打转；刀排的内孔加工成直径为20mm，另一头的内孔加工成M22×2的螺孔，主要用于冷却液管子的连接；在刀排的底平面加工成一个宽度为40mm的水平端面，用于同刀排座的连接，起到定位和防止旋转作用。同时，加工镗孔刀排座（件2），一端固定在机床的刀架上，另一端与刀排连接。另外，在钻孔刀架（件3）上装上两片刀片，分为A、B两种不同刀片，用4个定位孔和4只直径为M8的内六角螺钉固定在刀架上，再装上两件导向块（件4），起到定位、导向、防震的作用。A/B刀片在安装前，预先将硬质合金材料焊接在刀片体上，将其焊好的刀片，在砂轮上磨出前后角、屑槽、主副偏角、倒棱等，在刀片的后面磨出5mm间距的分屑槽，以便排屑分屑顺利，起到断屑的效果。这样就完成了深孔钻的制作，如图2所示。

图1 整套深孔钻工装

图2 深孔钻的制作

4 深孔钻的技术特征

经过改进的深孔钻采用外排屑钻孔方法，可以对较大的盲孔一次打穿成形；深孔打穿后，可以直接用此刀排调头精车内孔，不需调换刀排，一排二用；可以在直径为120～200mm，根据需要加工的孔径大小选配刀片；钻孔刀片使用磨损后只需手工修磨；冷却液可以选择乳化油、柴油和一般可利用机油；冷却泵配备只需一般机床冷却泵即可。

5 深孔钻使用

5.1 准备工作

首先把需要加工的工件装夹在机床上、校正好；然后，在机床刀架上夹上刀排座，装上钻孔刀排，根据工件钻孔长短调整刀排长短，固定好；接下来，校正刀排，在径向轴向的中心位置上校正，拉直刀排与机床导轨平行；最后，搭上中心架，增强刀排刚性，装上钻孔刀架组件，接上冷却泵与冷却泵管，将冷却泵管与刀排后的螺孔接头连接。

5.2 钻孔加工中的主要技术参数

（1）切削速度可以选在30～60m/min范围内；（2）走刀量s=0.08～0.12mm；（3）钻孔加工深度可长达1500mm；（4）冷却液流量25升/分。

6 结语

改进后的深孔加工方法，安装方便，维修简单，加工成本低，是原方案的1/3成本；只需把深孔钻安装在普通机床上即可操作，而且适用于各类型各种工件的深孔加工；适用于加工一般合金钢、中低碳钢（硬度最高可达到HRC45）材料；加工能力由原来的3天提高到1天。该项阀体深孔加工技术在近年生产的各类汽机旁路阀门的制造过程中，发挥了重要作用。它的成功应用，明显提高了制造功效，生产成本下降，而且降低了劳动强度，提高了机床利用率，为生产计划的顺利完成和企业树立良好的信誉做