摘要：本文通過對16V280ZJ柴油機凸輪軸的材料及加工性能進（jìn）行分析，對加工方式、刀具及加工參數進行優化，解決了20Cr材料深孔加工的難題。

     16V280ZJ柴油機（jī）凸輪（lún）軸深孔加工一直是（shì）某公司的（de）加工難點，原加工工藝方式是（shì）通過麻花鑽啄鑽方法加工，工件（jiàn）是（shì）通過兩次裝（zhuāng）夾，從兩頭兩次鑽削（xuē）加工（gōng），把孔加工完畢，此加工工藝（yì）方（fāng）法（fǎ）不但加工效率低，而且孔的表麵質量及兩端孔的同軸度不好，凸輪軸深孔在中間交接的地方（fāng）一般錯開2～5mm。凸輪軸生產線上有兩台（tái）深孔鑽（zuàn）床，為什麽以前不用專門
的深（shēn）孔加工設備加工？主要原因是16V280ZJ柴油機凸輪軸的材料是（shì）20Cr，材料軟（ruǎn）、不易斷屑，經過二十多年的研究和摸索（suǒ），也沒有真正解決20Cr的加工難題。

     2007年，凸輪（lún）軸生產線上采購了一台T2120深孔加工設備（bèi）來加工GE凸輪軸和280係（xì）列凸輪軸，當時設備廠家花費了（le）九牛二虎之力也沒有解決280凸輪軸深（shēn）孔鑽的（de）難題，此設備也因此中斷了最終驗收。

     配件一車間凸輪軸生產線上一共有三台設備來加工凸輪軸的深孔，一台是臥（wò）式車床（chuáng）改（gǎi）造的是麻花鑽鑽削設備；一台（tái）是車床改造的噴吸鑽深孔加（jiā）工設（shè）備；一台是專用的T2120、BTA鑽削方法16V280ZJ柴油機凸輪軸（zhóu）深孔加工的深孔加工設備。其（qí）中車床改造的麻花鑽（zuàn）深（shēn）孔加工設備狀態十分（fèn）差（chà），跑、冒、滴、漏嚴重（chóng），設備一直處（chù）於超齡服役狀態。為了提高280凸輪軸（zhóu）深孔加工效率、質（zhì）量，淘汰超齡服役（yì）車床改造的麻花鑽深孔加工設備，對凸輪軸（zhóu）深孔加工工藝進行研究攻關（guān）。

     1. 加工方（fāng）式的確定

    凸輪軸生產線上兩台專（zhuān）用的深孔加工設備，一（yī）台是用來加工240係（xì）列凸輪軸的噴吸鑽，一台是用來加工GE凸輪軸的BTA鑽，要淘汰超齡服役車（chē）床改（gǎi）造的麻花鑽深孔加工設備， 280係列凸輪軸隻能在噴吸鑽或BTA鑽上加工（gōng）。由於噴吸鑽是自己改造的，主軸功率、轉速，切削液的壓力和流量難以滿足20Cr材料的深孔（kǒng）加工，更為關鍵的是噴吸鑽的鑽杆
是采用雙杆形式，其中（zhōng）用來（lái）排（pái）屑的內杆直徑比BTA鑽的單杆直徑要（yào）小許多，斷屑的難度就更大。經（jīng）過對兩台設備的相關參數進（jìn）行比較，最後（hòu）確定在BTA鑽上進（jìn）行加工280係（xì）列凸輪軸。

     2. 加工參數的確定

     刀具采用可（kě）轉位單杆B TA鑽，這樣不但可（kě）以提高試驗的靈活性，也可以降（jiàng）低刀具的使用成本。經過多（duō）次工藝試驗，最終確定刀片為斷屑槽稍大的C形槽，後角（jiǎo）為11°，中心刀片的後角為17°左右，主（zhǔ）軸轉速n=98r/min，進給速度f=30mm/min，開啟一隻液壓泵，在這種情況下，斷屑效果最（zuì）好。正常加工采用開啟一隻液壓泵，在（zài）鑽（zuàn）杆堵塞時（shí），手動把切屑去除後，在刀具切削（xuē）之前，開啟兩隻液壓泵，或間斷的開啟一隻、兩（liǎng）隻液壓泵，把堵（dǔ）塞在鑽（zuàn）杆裏的切屑衝刷出（chū）來。圖1所示是優化參數後，加工所得的切屑，圖（tú）2所示是優化參數前所（suǒ）得（dé）的切屑。由圖1、圖2可知，優化參數後的斷屑（xiè）效果是可以滿足20Cr加工（gōng）要（yào）求的，優化參數前的切屑是根本不能滿足（zú）BTA內排屑要求的（de）。

              圖1 優化參數後的切屑

      
  
           圖2 優化參數前的切屑

    3. 效（xiào）果比較

    采用BTA鑽鑽削加工的深孔表麵質量遠遠比（bǐ）采用麻花鑽加（jiā）工的深孔要好（hǎo），如圖3、圖4 所示，BTA鑽加工的深孔（kǒng）表麵粗糙度值基本（běn）上在3.2μm左右，而麻花鑽加工的深（shēn）孔表麵粗糙度值很難達到Ra=25μm，因為麻（má）花鑽（zuàn）采用啄鑽的方式進行排屑，且切屑較長，在一次又一次的排屑過程中，切屑會拉傷孔內壁。BTA鑽削加工是采用一次裝夾，鑽通加工，孔的直（zhí）線度相比以前（qián）兩次裝夾、兩端加（jiā）工鑽通的工藝要提高許多，孔不存在交（jiāo）錯的情況。凸輪軸深（shēn）孔是為凸輪軸軸瓦提供潤（rùn）滑油的，其表麵如果不光滑則清洗非常困難（nán），清潔就很難（nán）達到要求。

     以前采（cǎi）用麻花鑽加（jiā）工16V280ZJ柴油凸輪軸（zhóu）需要兩次裝夾，鑽削一節右4凸輪軸的加工（gōng）時間就要90min左右，而現在運用BTA鑽削加工，加工一節右4凸輪（lún）軸需要28min左右，加工效率大大提高。

                圖3 BTA鑽削（xuē）的深孔

        
 
            圖4 麻花鑽鑽削的深孔（kǒng）

      4. 結（jié）語

     目前配件（jiàn）一車間（jiān）已應用BTA鑽削加工280係列凸輪軸60多節，加工效果達到了項（xiàng）目預期的目標，但還有提高的（de）空間（jiān）。由圖1可知（zhī），現在BTA加工所得的切屑（xiè）滿足BTA鑽內排（pái）屑的要求（qiú），但其顏色是20Cr本體的（de）顏色，不是紫色或褐（hè）色，這是因為20Cr材料太軟，280係列凸輪軸在滲碳後，心（xīn）部的硬度（dù）在120HBW左右。如能從熱處理方麵著手，提（tí）高凸（tū）輪軸基體材料，或滲碳後心部的硬度在200HBW左右，則其斷屑的效果更（gèng）好，而（ér）且可以通過提高切削速度和進給速度來（lái）提（tí）高加工效率。