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1、2011年教育教学论文征文《装配钳工》(高级)案例分析姓名:杨朝辉部门:机械系分院:机电分院联系方式:136511720692011年5月11日星期三摘要:关键词:不锈钢钻孔排屑精度正文:题目:不锈钢孔系深孔钻削加工一:题目、问题的提出、案例导引该零件是某有色冶炼厂高炉底吹炼铜氧枪。底吹炼铜氧枪的主要作用是在冶炼过程中向炉体内加注氧气,使氧气能够均匀分布在炉体内,并保证足够的压力与流量。由于炉体内的温度较高,因此选用0Cr25Ni20不锈钢材料。该零件属于易损件,年使用量100件左右,属于小批量生
2、产。1、该零件从图纸分析,在加工过程中难点有:(1)φ5深孔加工,深径比达到31倍,属于超深孔加工,难度很大。(2)材料为0Cr25Ni20不锈钢,硬度高,黏度大,切削加工难度大。(3)该孔系孔数多。φ5深孔多达47个,有一个孔加工失误将导致整个工件的报废。如何解决以上问题是本课题的关键。图1零件图2、通过本模块的学习,能够解决的基本问题是:合理安排钻削加工工艺及工步,掌握钻削高精度孔系、深孔的钻削加工、难加工材料的钻孔及钻头的刃磨等技能。二:相关知识与技能要求1、理论知识0Cr25Ni20不锈钢
3、属于奥氏体型炉用材料不锈钢,耐热性在1600°以下的间断使用和在1700°以下的连续使用中,0Cr25Ni20不锈钢具有好的耐氧化性能。在800-1575°的范围内,最好不要连续作用0Cr25Ni20不锈钢,但在该温度范围以外连续使用0Cr25Ni20不锈钢时,该不锈钢具有良好的耐热性,硬度值≤178HRB。其含C量≤0.1%,含Cr量25%左右,含Ni量20%左右,由于加入了合金元素,材料具有较高的强度、硬度和冲击韧性;切削时,刀具易磨损,耐用度低,切削温度高,加剧刀具的磨损程度。孔径、孔距虽然
4、图纸给的都是自由公差,但两孔距尺寸很小,两孔最小的距离只有2mm多一点,查表可以得出公差值只有±0.1mm,对于轴向尺寸157mm的长度,实际加工精度是很高的。2、实操设备知识根据零件的精度和生产批量,加工该零件,厂家使用卧式加工中心两边定心点窝,台钻两边对接钻孔的加工方法。由于卧式加工中心定位精度很高,性能稳定,保证了孔系的位置精度;而台钻轻巧灵便,两边对接钻孔,降低了钻孔的劳动强度,提高了加工效率,适合该零件的生产加工。如果全部采用卧式加工中心钻孔加工,钻头用钝后很容易折断,而且加工成本高。3
5、、检具相关知识检测外径使用外径千分尺,孔距用卡尺检测,φ5深孔用自制的Sφ4.9钢球检测(要求Sφ4.9钢球能够通过)。4、基本技能要求要求操作者具有高级装配钳工的理论知识和操作技能,能够编写正确的加工工艺及工步;能够进行难加工材料的深孔钻削加工;能够根据材料的机械加工性能合理地选用钻头的刃磨角度;能够选用合理的切削液及切削参数。三、生产实践中的案例与分析1、问题的提出:在钻削加工该零件的过程中,出现的主要问题是:孔的歪、斜问题;钻头耐用度低,易折断;如何解决以上问题是本课题的关键。2、解决方案要
6、点(1)孔的歪、斜问题a.首先要检查台钻的主轴与工作台的垂直度,要求要在主轴全行程范围内检查,如果垂直度≥0.1mm,则需要对台钻工作台进行调整,否则不能保证钻孔精度要求。b.工件安放在工作台上,由于工件的底面积比较小,同时也是出于保证垂直度的要求,采用精密平口钳对工件进行横向装夹,这样在保证垂直度的前提下又增加了工件的稳定性。c.合理划分钻孔工步,第一工步,用较短的钻头钻下20mm深左右,因为钻头越短刚性越好,找正起钻的时候越不容易产生歪斜;第一工步是比较关键的一步,对孔的歪、斜问题影响最大;另
7、外在刚开始起钻时,进给压力要小,因为φ5的钻头刚度较低,进给压力过大很容易弯曲,要随着孔的深度逐步加深而逐步增大进给压力;第一工步禁止使用长钻头。第二工步可选用标准长度的(85mm左右)φ5钻头钻削,在钻头排屑槽没有没入孔之前可根据排屑的具体情况进行排屑,进给压力可适当大一些,当钻头排屑槽没入孔之后,要适当减小进给压力并增加排屑次数,否则钻头很容易折断。第三工步可选用加长的φ5钻头钻削,因为钻头越长刚度越差,同时孔越深,钻头与孔壁的摩擦力越大,所以进给压力还要进一步适当减小,否则很容易造成钻头的弯
8、曲,使孔产生歪斜,同时还要更加及时地排屑。当钻孔深度达到总长的一半时,就可以翻转工件钻另一面了。d.起钻时,钻头刃磨的质量对于孔的歪、斜影响也很大,必须做到钻头刃磨要对称,能够做到两刃出屑。e.禁止使用磨钝的钻头钻孔。钻头磨钝后钻孔势必要增加进给压力,进给压力增加,钻头就会发生弯曲变形,从而导致孔的歪、斜现象发生。钻头磨钝还会增加切削热的产生,产生加工硬化现象,造成切削力的增加,增加钻孔难度。(2)钻头耐用度低,折断问题由于0Cr25Ni20不锈钢不仅硬度高,而且还很黏,钻削的时候