慢走丝线切割工艺在深孔加工中的应用

万建文，钟良伟，王长荣

（1.共青科技职业学院，江西 九江 332020；2.中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部，江西 九江 332900）

深孔一般是指孔深与孔径比值大于等于6倍以上的孔。随着机械行业的快速发展，需要深孔加工的零件产品种类越来越多，全球范围内基本是利用金属切削加工的方式进行切削加工。如果按传统的加工方法加工不仅仅加工精度和孔的表面粗糙度低，而且加工效率低，操作劳动强度大，报废率高，还会出现钻孔跑偏、堵屑，甚至钻头折断等现象，散热差、排屑差，加工刀具易磨损，加工费用大的情况。

以下图工件加工为例：

零件材料为：38CrMnSi。

图1 深孔加工零件结构图

读图：

（1）零件是一根长75mm、直径是φ10mm的棒料。

（2）棒料中间是Φ5mm的通孔。

（3）孔的长径比为25:1，达到深孔标准。

（4）孔Φ5mm的圆度误差和圆柱度误差均为±0.002mm。

（5）其他尺寸误差均为自由度误差。

1 之前对深孔加工的工艺安排

原工艺路线（只针对Φ5mm孔）：

（1）中心钻打中心孔。

（2）用Φ3.5mm钻头钻通。

（3）用Φ4.5mm钻头扩孔。

（4）用Φ4.7mm铰刀做半精铰。

（5）用Φ4.8mm铰刀做精铰。

（6）用Φ4.0mm衍磨棒进行衍磨，达到尺寸和形位误差要求。

图2 金属切削加工设备图

图3 深孔加工衍磨棒

图4 慢走丝线切割加工图

2 原工艺安排进行时出现的问题

依据原工艺路线来看，运用的是金属切割刀具进行切割加工，分别采用中心孔（Φ5.5）→钻孔（Φ3.5）→扩孔（Φ4.5）→半径铰孔（Φ4.7）→精绞（Φ4.8）→衍磨（到Φ5.0），其中除中心钻和衍磨棒以外，使用的切削刀具均为非标刀具，单套刀具费用为11.85万元(进口刀具报价，数量各为2只)，可加工零件数量在420件左右；另外，加工效率低，平均用时为6.47小时/个；而且产品合格率仅为20%。因此为了保证交货数量，在下料阶段就需要投入5.5~5.2倍的原材料，严重浪费材料和资金。

3 慢走丝线切割工艺及机床的特点

慢走丝线切割是一种电极丝做单向低速移动的线切割机床。一般而言其走丝速度低于0.2mm/s，通过3次切割精度可以达到0.001mm，表面质量也接近磨削水平，具有工作平稳、均匀、加工质量高、抖动小等特点。因此在加工高精度零件时，慢走丝线切割机床得到广泛应用。

4 慢走丝线切割的工艺技术的引进和使用

根据慢走丝线切割加工的特点，我们将图示零件孔加工的工艺可以更改为：

（1）用中心钻打中心孔。

（2）用Φ3.5mm钻头钻通。

（3）用慢走丝机床加工三次，尺寸精度保证Φ4.9mm±0.01mm，圆度误差和圆柱度误差保证范围在±0.005mm内。

（4）用Φ4.0mm衍磨棒进行衍磨，达到尺寸和形状误差要求。

5 加工工艺更改后的产品

依据更改后的工艺路线对30只零件进行孔加工，产品合格率为96.6%，加工用时为2,16小时/个，其中，线切割加工用时为0.915小时/个，珩磨为0.37小时/个。

6 总结

在实际生产加工过程中，按此工艺流程进行加工，不但达到零件的尺寸和形状误差的要求，提高了加工效率，提升产品制造的合格率，而且显著的降低了刀具成本。

慢走丝线切割工艺有它的局限性，我这里这是列举其中一个例子，但我还是希望我们的工艺人员在制定工艺路线时拓展思路、打破常规、勇于创新，为祖国的制造业发展提升一个平台。