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提（tí）升器殼體深孔加工崩刀（dāo）問題的分析

2019-8-14 來源：中（zhōng）國一拖集團（tuán）有限公司作者：郭啟資，張新風，薑燕，蔡魯鋒，等

摘要: 通過對影響提（tí）升器殼體深孔加工崩（bēng）刀問題因素的分析，提出了薄壁殼體類零件深孔加工方法及加工（gōng）時應注意事項。

關鍵詞: 殼體加工; 深孔加工; 提升器

在加工拖拉機用液壓提升器殼（ké）體時，遇到一種（zhǒng）深孔加工難題。提升器殼體如圖 1 所示，材質為HT250，硬度要求 170 ～ 241HB。其結構為薄壁殼（ké）體，在（zài）殼體垂直壁麵上有 8 個 11 深孔。深孔( 見圖 2) 貫穿整個殼體，通過螺（luó）栓與拖拉機後橋（qiáo）殼體連接，固定提升器總成。

提升器（qì）工作時同時承受螺栓預緊力及剪（jiǎn）切力，因（yīn）此，對其（qí）位置度要求相對較高。在早期機械加工（gōng）能力相對落（luò）後的情況（kuàng）下，我國將鑽孔深度與鑽頭直徑比值大於 5 的定義為深孔加工。隨著加工技術的不斷提（tí）升，把鑽孔深度與鑽頭直徑比值大於 10 的定義為深孔加工。

本提升器殼體加工難點在於 8 個 11 貫穿深孔的加工，鑽孔深度與鑽頭直徑比值（zhí）達到 17，加工（gōng）難（nán）度較大（dà）。

1 、加（jiā）工方案

深（shēn）孔（kǒng）加工（gōng）一直是機械加工的一個難點，由於（yú）長徑比較大，加工過程中存在刀具剛性差、排屑困難、冷卻（què）困難等問題，對加工效率和孔的加工質量有（yǒu）較大的影響。結合（hé）現有（yǒu）生（shēng）產條（tiáo）件和提升器殼體深孔結構特點，采用的加工方案是: 對深孔加工進行有效分解，將（jiāng）深（shēn）孔加工分（fèn）成兩道工序，分別從殼體底麵和頂（dǐng）麵兩端對鑽。

本方案避免了加工中剛性差、易引偏的問題。需要解決的重點問題是（shì）: 如何保證兩（liǎng）端加工時的同軸度問題，深孔同軸度通過（guò）定位夾具和加工中心精度保證。

2 、加（jiā）工方法

采用的加工方案（àn）如表 1 所示。

表（biǎo） 1 加工工藝方案（àn）

5 序中 8 個 11 mm 鑽孔深度為 95 mm，采用11 mm 的（de）中（zhōng）心冷卻鑽頭，轉速（sù） 1 000 r / min，切削（xuē）速度 34． 5 r/min，精鏜對角兩個孔作為 10 序定位（wèi）銷孔( 見圖 3)

。為保證 10 序 8 個 11 mm 孔能夠準確地與前道工序對接，采用一麵兩銷定位，利（lì）用 5 序精鏜出來（lái）的 2 個 11 mm 孔（kǒng）為定位銷孔，複製（zhì） 5 序的加工刀具和切削參數，鑽深（shēn）

95 mm 至通（tōng）。

3 、加工調試（shì）中崩刀

此方案的加工精度主（zhǔ）要靠設備及夾具精度來保證，在此（cǐ）基礎上兩次加工，隻要（yào）中心重合即可實現完美對接。在實際調試過程中，加工 10 序（xù）與 5 序孔（kǒng）對接時，出現鑽頭斷裂損壞的情況，如圖 4 所示。

4 、崩（bēng）刀問題（tí）的分析

4． 1 定位問題

首先分析夾具對加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）。對 5 序定（dìng）位孔的尺寸精度和位置精度（dù）以及 10 序定位（wèi）銷的（de）設計及製（zhì）造精度進行了檢測及計算，均在設（shè）計要求內。排除了夾具兩次定位不同（tóng）心的問題。

4． 2 裝夾問題

加工中可能有鐵屑或其他雜質依附在夾具（jù）表（biǎo）麵（miàn）從而使零（líng）件裝夾不到位。利用（yòng）三坐標，測試了 6 件產品，測試（shì）的內容為 5 序加工後的其餘 6個直徑11 mm孔相對定位孔的位置度，測量（liàng）結果如表 2 所（suǒ）示。

表 2 孔位置度

從以上數據可以看出，CV1200B 立式加（jiā）工中心對於位置度的保證精度（dù）相對較高，排除了（le）機床、刀具、夾具的影響因素。

4． 3 毛坯材質及硬度

為了進一步查找問題，用線切割將提升器殼體崩刀孔進行剖解。剖解發（fā）現，5 序、10 序（xù）對接的部位有台階，具體（tǐ）形態如圖 5 所示（shì）。

對孔進行精測後發現，實際尺寸如圖 6 所示，即10 序鑽孔（kǒng）時的定位是（shì）精確的（de）。由（yóu）剖切麵的刀具印（yìn）痕可以看出加工過（guò）程中鑽頭出現了明顯偏移，造成鑽頭偏移的原因是鑽頭在加工時受（shòu）到了外力。

提升器殼體結構特（tè）點為薄壁箱體類零件，兩工序對接（jiē）的部位如（rú）果存在砂眼、疏鬆、硬點等缺陷（xiàn），則會造成鑽頭在加（jiā）工時因受力不均勻而發生偏移。對鑽（zuàn）頭崩壞部位進行線切割取樣，以（yǐ）及化學成（chéng）分和金相（xiàng）檢驗，檢驗結果如表 3 ～表 4 所示。

表 3 零件化學成分檢驗結果

表 4 金相組織檢驗結果

由以上（shàng）化（huà）驗結果看出，無論是化學成分還是金相組織均在要求範圍（wéi）內，將毛坯鑄造缺陷（xiàn）及熱處理缺陷予以排除。

4． 4 加工方法

對以（yǐ）上可能引起崩刀問（wèn）題的各因素進行分析排除後，崩刀問題依然發生，因此還要對加工工藝參（cān）數和（hé）加工過程進行排查。由加工工藝可知，5 序鑽孔時每次鑽深 20 mm，10 序同樣每次鑽深 20 mm。上麵已經排除了對接處（chù）化學成分及金相的影響，唯一不同的地方就（jiù）是對接時（shí）有鐵屑不均勻地堆積在出口處，影響了鑽頭的受力。

為了改善切削條件，及（jí）時把鑽頭附（fù）著的鐵屑（xiè）排除孔外，並將鑽頭每次鑽深由 20 mm 更改為 8 mm。最終通過試加工和批量生產，鑽頭崩壞問題才得到解決。

5 、結論

以上分析可知，在加工殼體類零件貫通深孔時，如果采用兩端（duān）對鑽方案，對接處鑽頭容易發生偏移。發生偏移的因（yīn）素往往涉（shè）及零件定（dìng）位、零件裝夾（jiá）、材質及硬度、工藝方法和工藝參數等。因此，深孔加工應注意以下幾點:

1) 工件定位準確。

2) 工裝夾具安裝正確。

3) 毛坯無疏鬆、氣孔、砂眼、硬點等缺陷。

4) 控製定位（wèi）銷孔尺寸、位（wèi）置精度和定位銷（xiāo）精度。

5) 加工（gōng）鑽頭要求中心冷卻。

6) 二次鑽孔時鑽頭轉速和切（qiē）削速度精準控製。

7) 嚴格控製鑽頭的每（měi）次鑽深（shēn）。

8) 及時將（jiāng）鐵屑排（pái）除孔外。

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