细长孔的加工

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黔南民族师范学院学报2001年第6期论特细长孔的加工蒙必胜(贵州都匀空压机厂助理工程师贵州都匀558000)摘要:本文通过对加工VF-3/7空压机曲轴的特细长孔时钻头的受力分析和钻削情况分析引出深孔加长麻花钻必须重新设计这一问题后,详细阐述了该设计过程及达到的使用效果和优点,并具体介绍了对该曲轴深孔的加工工艺过程及有关细节。关键词:深孔;麻花钻;设计;工艺中图分类号:TH45文献标识码:B文章编号:10056769(2001)06003303VF-3/7空压机是我厂的主产品之一,广泛用于机械、化工、交通等行业。其中曲轴为空压机的主要零件之一(见图1),在整个运动链中起着举足轻重的作用,然而曲轴的关键是润滑油孔的加工。孔的加工一般无什么问题,根据不同的材料,只要正确掌握好麻花钻的刃磨角度,合理调整钻床转速与进给量,选用合适的冷却液,即可顺利地进行加工,但对孔深与直径之比大于510的深孔加工就比较困难了。曲轴与连杆之间的润滑是靠油泵把润滑油通过曲轴芯部的细孔压向曲拐部位。孔径为6,轴头通向曲拐的孔长为170,两曲拐之间的孔长为270,其孔深与直径之比分别是285和45,远远超过510的范围。曲轴材料为球墨铸铁,润滑油孔在斜面和轴面上,在加工此深孔时确实有些棘手。收稿日期:2001-09-1233 黔南民族师范学院学报2001年第6期下面就钻削时的受力和钻削情况进行分析:1、钻头的受力分析根据图2(P钻孔时压力,F2工件对钻头的轴向力,FH垂直于钻头的横向力)分析,无论在斜面和圆柱面上开始钻孔皆对钻头有一垂直钻头轴线的横向力FH。此力会使钻头弯曲,易使钻头扭断。同时,钻孔时的不易定中,造成孔位置偏斜。2、钻削情况分析(使用普通麻花钻)如图3(D麻花钻直径mm,f进给量mm/r,b横刃宽度mm,2Kr顶角,q刃背直径等223于093Dmm,横刃斜角)所示,每转一周的切削量Vq=f(D-b)/4mm,容屑量Vr=容屑23面积f=3fq/16-09fqbsinmm要使钻屑能畅快地排出,进给量不能大,转速不能太快。因进给量过大,容屑多,排出不畅,容易发热,转速过快会使钻杆部产生一离心力,而将钻杆甩弯甚至甩断。钻头的横刃b在钻削时起挤压作用,摩擦力大产生热量大,减低钻头的机械强度,应尽量减小它。同时从上面计算式中得出减小横刃b可以增大切削量Vq及容屑量Vr,增大刃背直径q可以增大容屑量。从上面分析设计专用的加长麻花钻就不可少了。3、深孔加长麻花钻的设计根据上述分析,为了加工该曲轴上的深孔,特设计了直径为6,总长为230,刃沟部长为180的直柄加长麻花钻,材料选用高速工具钢。刃具的主要结构要素和主要的几何要素如图4所示。34 黔南民族师范学院学报2001年第6期麻花钻工作部由切削部和导向部组成。为了减小导向部与孔壁的摩擦,在导向部上制有两条窄的刃宽f,同时有自钻尖向柄部方向减小的直径倒锥量以形成副偏角。工作部的钻芯厚度自钻尖向柄部方向增大,以增加麻花钻的强度和刚性。现将新设计的深孔加长麻花钻(简称新设计)与标准麻花钻比较分析,其优点如下表:要素或参数标准新设计优点Kmm1052528刚性好,适于难加工材料和深孔加工。提高寿命和走刀量。Bmm3661利于排屑,适于深孔加工。提高走刀量。qmm093DD增加容屑量,适于深孔加工。提高走刀量。fmm0715增加强度和刚性2Kr1901002Kr118有利于提高孔的粗糙度2Kr2120130df141517与2Kr1、2Kr2配合有利于提高孔的粗糙度2835利于排屑,适于深孔加工。提高走刀量。bmm有无设计的钻芯加厚适于刃磨成无横刃钻头,凸起的钻心减小轴4060无向力,增大切削量和容屑量,适于深孔加工,增加钻尖寿命。新设计深孔加长麻花钻几个特点结合起来使得它的容屑槽加工出来的粗糙度高于标准麻花钻。但是,要强调的是新设计的钻头刃磨时,两个主切削刃要对称和锋利。4、曲轴上6深孔的加工工艺从图1知6孔的尺寸精度和粗糙度为125要求都不高,但为了油路畅通,要求四处孔一次钻接通,同时由于孔深与直径之比太大,因此需设计一钻夹具进行加工。夹具如图5所示。底板5固定在HB型回转工作台7上,并靠定位中心轴6与之定心。钻曲拐上孔的钻套装在支承座8上,把支承座8按图要求固定在底板5上。把曲轴放在支承座8上,用压板4固定好。把钻轴头上孔的钻套装在钻模体2上,把钻模体套在轴头上,用定位板3固定在底板5上。因为是一次装夹,一次定位,四处孔即可一次钻接通。我单位使用Z3040摇臂钻床进行加工。把HB型回转工作台固定在Z3040工作台上。先钻曲拐上6270斜孔,钻深至150回转180钻接通;回转钻轴头上6170孔与6270孔相接;然后钻曲拐上630孔。由于四处孔皆在斜面和圆柱面上;尽管使用了钻套还是会产生晃动,为避免扭断钻头,因此在钻孔前需先用小指端铣刀铣出一小平台,台面需与钻头中心线垂直,然后再用钻头钻孔。曲轴材料为球墨铸铁,钻孔时转速为500r/min,每转进给量为02mm/r。钻的过程中经常把钻头向上提一提。以上说的是小直径特深孔的刀具改进和加工方法,在使用中确实解决了大问题。35

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