深孔鏜孔加工一直以來(lái)都是機(jī)械及模具加工中的難題，之前有個(gè)同學(xué)就碰到了膠管模具上的一個(gè)48×215mm 的深孔加工，希望把他趟過(guò)的坑寫出來(lái)，給你們提供一些幫助和借鑒。
一、零件圖分析與工藝規(guī)劃
零件圖紙分析
圖 1 所示為膠管模具零件，有 4 個(gè)直徑48×215mm 深的孔需要加工。外形尺寸 420×270×250mm，上下左右各有 4 個(gè)凹槽，孔面有臺(tái)階，兩側(cè)各有斜面為行位配合面。
圖1 膠管模具零件
零件尺寸如圖 所示，此零件的工藝要求是孔的圓錐度不能超過(guò)0.1mm，表面粗糙度值為Ra3.2μm，孔距尺寸公差不能超過(guò)0.03mm，垂直度為0.03mm，此模具的產(chǎn)品是玻璃膠管，其壁厚只有 0.8mm，客戶要求超過(guò) 0.8mm 的厚度不收貨，可謂是越薄越好，就是為了節(jié)省成本。
當(dāng)時(shí)，對(duì)于這么高難度的零件確實(shí)心里沒(méi)底，雖然本單位只負(fù)責(zé)加工深腔鏜孔，其它方面客戶都可以配合加工。經(jīng)多次嘗試，研究出一套既簡(jiǎn)單又合理的加工方案。
工藝規(guī)劃
零件鏜孔前的簡(jiǎn)單加工順序
精料回來(lái)后，銑床先加工兩側(cè)的凹槽位，如圖1所示B、E處先粗后精，加工到數(shù)。
加工正面的臺(tái)階開粗，單邊留余量 0.5mm，如圖1所示A、F處。
加工底面的臺(tái)階開粗，單邊留余量 0.5mm，如圖1所示C、D處。
然后重新裝夾校表，四面分中，中心鉆加工定位，分步由直徑10mm、直徑24mm、直徑35mm鉆頭加工，最后用直徑44mm鉆頭加工鉆穿開粗。
完成后至大水磨加工面和底，如圖2所示處并磨削到數(shù)，保證平行度為0.03mm。
如圖 1 所示 B、E 側(cè)面磨削預(yù)留 0.3mm 精加工余量。
零件的的裝夾及定位基準(zhǔn)
工件直接裝夾在數(shù)控工作臺(tái)上，4 個(gè)模腳分別碼緊，校表分中，誤差控制在0.03mm以內(nèi)。
二 、零件數(shù)控加工
零件圖紙分析
自制鏜刀：先自制一把鏜刀架如圖3所示，材質(zhì)是837H，先粗車，預(yù)留0.5mm余量，熱處理后用外圓磨床加工，重點(diǎn)是保證同軸度。鑲刀片的小刀架購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)件 10×10mm，便于更換刀片，保證尺寸。
內(nèi)裝小刀架的傾斜角度是20°，線割加工，稍緊配合。鏜刀架鉆孔配 M6mm 的內(nèi)六角螺絲，用內(nèi)六角螺絲鎖緊小刀架。標(biāo)準(zhǔn)小刀架裝硬質(zhì)合金刀片，主偏角30°，后刀面避空角度15°，刀片尖角帶R0.3~R0.4mm角，盡量減少接觸面，以防震動(dòng)。
圖2 零件尺寸圖
加工方案確定
孔加工方案1
采用快走絲線割加工，這種方法是最直接簡(jiǎn)單，不用開粗，但由于尺寸過(guò)深有 215mm，加工時(shí)冷卻和沖水很難解決，且容易斷線，表面粗糙度值達(dá)不到要求。
孔加工方案2
采用慢走絲加工，由于孔深也容易斷絲，但每個(gè)孔的加工費(fèi)約 1,945 元，總計(jì)算模具的線割費(fèi)用將近7,700元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出客戶的成本計(jì)算。
孔加工方案3
數(shù)控外形銑削加工，用加長(zhǎng)刀把裝圓刀?；蛄庑魏辖鸬读?，深度分層加工，由于接觸面積較大，每次進(jìn)刀和退刀加工時(shí)聲音非常大且刺耳，加工出來(lái)的表面粗糙度值和尺寸精度非常差，中間還不時(shí)有倒扣的凹槽，僅粗糙度無(wú)法控制，遠(yuǎn)不達(dá)標(biāo)。
孔加工方案4
數(shù)控鏜孔加工，采用機(jī)型是850B型，一般的機(jī)床均可，此機(jī)型的 Z 軸高度是 500mm,能滿足鏜刀架 230和加工件孔深250mm的加工要求，且加工時(shí)間每孔總共只需 2h，加工精度高，表面粗糙度值和尺寸精度均符合圖紙要求。通過(guò)對(duì)成本和加工精度和加工難易程度等方面對(duì)比，故選擇方案4的孔加工方案。
數(shù)控鏜孔加工過(guò)程
裝夾找正
工件上機(jī)床，碼緊4個(gè)角的位置，校平工件的平行位置和水平度，如超過(guò) 0.03mm 則要重磨工件的上下面，否則很難保證孔的垂直度。校表公差控制在0.02mm以內(nèi)，4個(gè)面分中，以第二臺(tái)階面為加工Z軸的0面，盡量有足夠的抬刀空間。
裝鏜刀架
第一次粗加工用表卡測(cè)量好鏜刀片高于大刀架的尺寸，粗加工預(yù)留單面 0.5mm 左右，便于半精加工。鏜刀片主偏角 30°，后刀面避空角度 15°，刀尖圓角為R0.3~R0.4mm角，盡量減少接觸面，減少受力，以防震動(dòng)產(chǎn)生倒扣。鏜刀尖對(duì)刀工件表面為0面。
鏜孔程序
指令格式 G76X_Y_Z_R_Q_P_F_;，G76 為精鏜孔指令，X/Y/Z孔的坐標(biāo)位置，P為孔底有暫停，Q表示刀具加工完暫停偏移，抬刀時(shí)以防刮傷已加工側(cè)面。
粗加工參數(shù)設(shè)置
轉(zhuǎn)速S為120轉(zhuǎn)/min，進(jìn)給F為80mm/min，切削量1.0mm，切削油為冷卻液，油的流動(dòng)性需好，冷卻到位。
半精加工參數(shù)設(shè)置
粗加工完畢，進(jìn)行卡數(shù)和檢測(cè)，深內(nèi)孔的尺寸可用內(nèi)孔測(cè)規(guī)，通常是會(huì)有一定的錐度，轉(zhuǎn)速 S 為 110轉(zhuǎn)/min，進(jìn)給 F 為 70mm/min，切削量 0.6mm，切削油為冷卻液，油的流動(dòng)性需好，冷卻到位來(lái)保證精加工的粗糙度。
精加工參數(shù)設(shè)置
加工每個(gè)孔都用新的刀片加工，轉(zhuǎn)速S為100轉(zhuǎn)/min，進(jìn)60mm/min，用千分卡測(cè)量好刀片的位置，鎖緊小刀架加工。先試孔加工，因?yàn)楣ぜ捻斆嬗袀€(gè) 15mm的臺(tái)階，直到尺寸達(dá)到圖紙要求。
三、程序的編寫
說(shuō)明：粗加工，中加工和精加工只改程序內(nèi)容的F和S的值即可。
此套加工方案經(jīng)過(guò)了數(shù)次的現(xiàn)場(chǎng)改良，從外形銑削加工方案開始做起，中途要抬刀換多次的刀粒，每個(gè)孔的加工時(shí)間大約4h，加工出來(lái)的粗糙度值讓客戶非常頭疼，導(dǎo)致第二道工序機(jī)器省模拋光一個(gè)孔需要一天，拋光出來(lái)圓孔的圓度還不合格。
圖3 鏜刀架
用鏜孔加工，主要是進(jìn)給和速度兩項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置，進(jìn)給速度正常計(jì)算 Vc=πDN/1,000，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)加工，不斷改良，最終總結(jié)出精加工轉(zhuǎn)速 S 為 100 轉(zhuǎn)/min，進(jìn)給F為60mm/min，雖然結(jié)果簡(jiǎn)單，付出不少，但得出中加工/半精加工和精加工各一次就能完成，每個(gè)孔的總共加工時(shí)間在2h以內(nèi)，圓柱度和粗糙度值全部達(dá)標(biāo)，減少了客戶的二次加工時(shí)間，真正提高了生產(chǎn)效率，獲得了客戶的好評(píng)。
此套最終鏜孔加工方案雖然簡(jiǎn)單，但過(guò)程著實(shí)不容易，缺少任何一個(gè)細(xì)節(jié)加工出來(lái)的效果可能都不一樣，深孔鏜孔最擔(dān)心的就是怕在加工過(guò)程中出現(xiàn)震動(dòng)，受力過(guò)大導(dǎo)致倒扣，工件都將報(bào)廢。因此在刀片選擇、注意事項(xiàng)等加工參數(shù)的設(shè)置這幾個(gè)方面，希望能起到一些借鑒和預(yù)防的作用。
