随(sui)着(zhe)我(wo)国(guo)制(zhi)造技(ji)术的发展(zhan)，在(zai)一(yi)些(xie)典型零(ling)件的(de)生(sheng)产(chan)过程中，有(you)相当高的(de)技术(shu)含(han)量，其加(jia)工(gong)制(zhi)造(zao)具有(you)相(xiang)当大(da)的(de)难(nan)度(du)，需要(yao)采(cai)用一(yi)些(xie)新方法和(he)新工艺(yi)，同时也还(hai)需(xu)要(yao)开(kai)发(fa)利(li)用传(chuan)统(tong)的加工技(ji)术(shu)优(you)势(shi)，进行(xing)工艺(yi)研究。
钛(tai)合(he)金(jin)管子(zi)件(jian)的材(cai)料为(wei)TC6，管(guan)孔(kong)内(nei)径为(wei)φ40，长度为575，如(ru)图(tu)1所(suo)示，这(zhe)种(zhong)钛(tai)合(he)金(jin)材(cai)料深(shen)孔加(jia)工工(gong)艺是(shi)我们首(shou)次(ci)接触到的(de)深孔(kong)加工(gong)工(gong)艺(yi)，其(qi)深孔类(lei)似(shi)典(dian)型(xing)长轴(zhou)类零件(jian)空心结构，尤其是(shi)零件(jian)内孔直径(jing)尺(chi)寸(cun)为中φ40的深孔(kong)；与(yu)公(gong)司的深孔加(jia)工(gong)设备(T2120深(shen)孔钻(zuan)镗(tang)床)无(wu)法配套；因(yin)为(wei)原机床(chuang)上配套刀杆(gan)外径(jing)为(wei)φ38，加(jia)工时零(ling)件总长度(du)必(bi)须在(zai)750~1500，现有(you)条(tiao)件，根(gen)本(ben)无法(fa)实(shi)现管子(zi)直(zhi)径(jing)的(de)深孔加工(gong)要求(qiu)。这样(yang)钛(tai)合(he)金(jin)管(guan)子(zi)深孔加工技(ji)术(shu)就(jiu)成(cheng)为(wei)零件(jian)研制中(zhong)，亟待解决的(de)技术(shu)关键(jian)。
1、加工技(ji)术(shu)难(nan)点(dian)分(fen)析(xi)
零件的外圆(yuan)尺(chi)寸(cun)和(he)技(ji)术条(tiao)件要(yao)求(qiu)严(yan)格，其技术难点显(xian)现为(wei)薄(bao)壁零(ling)件的深孔加(jia)工(gong)，且为(wei)难加(jia)工的钛合金材料：TC6，为了满足(zu)设备条件(jian)，在工艺上(shang)规定(ding)加(jia)工(gong)的(de)深(shen)孔(kong)长(zhang)度为1170(为(wei)两(liang)个零(ling)件(jian)的长度)，长径(jing)比(bi)为1170：38，表(biao)面粗(cu)糙(cao)度为Ra0.5；由于(yu)零(ling)件(jian)的(de)材料特殊(shu)，深孔(kong)直径(jing)尺寸(cun)规格(ge)与(yu)机床系(xi)统(tong)不匹配(pei)，在(zai)专(zhuan)用深(shen)孔(kong)钻床上(shang)刀(dao)杆(gan)的结构设计(ji)、选(xuan)材(cai)与制造十(shi)分困难，导致(zhi)零(ling)件(jian)的(de)深(shen)孔加(jia)工极(ji)为困难(nan)。同(tong)时(shi)还(hai)需要对现有(you)的(de)设(she)备加以(yi)改进，满(man)足新(xin)设计的刀杆的(de)尺(chi)寸(cun)配套需(xu)求。为此我们开展(zhan)薄壁(bi)钛(tai)合金轴(zhou)管(guan)类(lei)零(ling)件(jian)深(shen)孔(kong)加(jia)工的(de)专(zhuan)题工作。
2、制(zhi)定(ding)具(ju)体的措(cuo)施(shi)
2.1确(que)定加工方案(an)
我(wo)们(men)以(yi)钛合(he)金深孔加(jia)工为(wei)研讨(tao)专题，对工(gong)装(zhuang)的(de)研(yan)制、定(ding)位密封结(jie)构(gou)设(she)计、深(shen)孔设(she)备的改(gai)制(zhi)等技术问(wen)题(ti)，确(que)定(ding)了利用(yong)公(gong)司(si)现(xian)有的深孔(kong)设备(bei)加(jia)以(yi)改(gai)进(jin)这种加工(gong)方案，即(ji)在T2120深(shen)孔钻(zuan)床(chuang)上(shang)开(kai)展(zhan)钛合(he)金(jin)管(guan)子(zi)的(de)深(shen)孔(kong)加工(gong)研制工作，制(zhi)定了(le)具体改(gai)进措(cuo)施(shi)如下：对(dui)机(ji)床配(pei)套(tao)刀杆的(de)定位(wei)系(xi)统结(jie)构(gou)加以改制(zhi)；设(she)计(ji)与零件(jian)配套(tao)的定位(wei)密(mi)封结(jie)构(gou)；研(yan)究深(shen)孔加(jia)工(gong)刀(dao)具(ju)材料(liao)；在(zai)满足(zu)刀(dao)杆的设计要(yao)求下，制定(ding)刀具(ju)结(jie)构尺寸(cun)，同(tong)时(shi)刀(dao)杆(gan)设(she)计(ji)时，还(hai)要(yao)满(man)足(zu)刀(dao)杆(gan)内孔(kong)的(de)排屑(xie)功(gong)能等(deng)基础(chu)研(yan)究工作(zuo)。为此(ci)我(wo)们(men)先后(hou)设计(ji)制(zhi)造(9种)专用(yong)深孔刀具、镗(tang)头(tou)和刀(dao)杆(gan)等(deng)工(gong)装(zhuang)及设(she)备(bei)配(pei)套(tao)零(ling)部件(jian)。进行(xing)了(le)大(da)量(liang)的加(jia)工(gong)试验，确(que)保(bao)钛(tai)合(he)金(jin)管(guan)子(zi)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)研制工(gong)作顺(shun)利进(jin)行，经(jing)试(shi)验后(hou)满足生产(chan)研(yan)制(zhi)的(de)需(xu)求(qiu)，解决(jue)钛合金管子的深(shen)孔加(jia)工技术关(guan)键。
首(shou)先(xian)我(wo)们(men)结(jie)合(he)钛(tai)合(he)金管子(zi)的(de)深孔(kong)结(jie)构(gou)和(he)公(gong)司(si)内(nei)现(xian)有的设(she)备情况(kuang)，制(zhi)定(ding)具体的(de)工(gong)艺(yi)加工(gong)路线(xian)，编制(zhi)工(gong)艺(yi)规(gui)程。钛(tai)合金(jin)管子工艺(yi)加工路线如(ru)下：毛(mao)料(liao)一(yi)粗(cu)车(che)基(ji)准(zhun)一钻深孔(kong)一扩(kuo)深孔(kong)一(yi)铰(jiao)孔一(yi)精(jing)车外圆(yuan)一(yi)检(jian)验。
2.2专(zhuan)用工装(zhuang)的(de)设(she)计(ji)
2.2.1专(zhuan)用深(shen)孔(kong)刀杆的设计。由(you)于确(que)定(ding)了(le)深(shen)孔(kong)的加(jia)工(gong)设(she)备(bei)(深(shen)孑孔(kong)钻(zuan)镗(tang)床(chuang)T2120)，在刀杆(gan)的(de)设(she)计结构(gou)上必须(xu)与机(ji)床切(qie)削(xue)及密(mi)封系统相配套(tao)。钛合金(jin)管(guan)子(zi)的深(shen)孔内(nei)径(jing)尺(chi)寸(cun)为(wei)40，因此(ci)在(zai)刀(dao)杆内(nei)、外(wai)径(jing)尺(chi)寸(cun)的(de)设计结构(gou)上受到一(yi)定(ding)的限(xian)制(zhi)。一(yi)方(fang)面(mian)刀(dao)杆外径(jing)尺寸(cun)不(bu)能(neng)过(guo)大，导致深孔(kong)加(jia)工时(shi)高(gao)压(ya)油的流(liu)入(ru)量(liang)减少，产(chan)生压力(li)不足(zu)，影响深(shen)孔加(jia)工的(de)刀(dao)杆内排(pai)屑(xie)功能。易(yi)产生切屑堵塞刀(dao)杆(gan)现(xian)象(xiang)。
另一方面设计刀杆时(shi)，还要兼顾到刀(dao)杆的最(zui)大内(nei)径(jing)尺(chi)寸(cun)，必须(xu)做到刀杆(gan)内、外(wai)径尺(chi)寸相(xiang)匹配(pei)，保证(zheng)刀杆(gan)头(tou)部连接(jie)处矩(ju)形螺(luo)纹(wen)的(de)牢(lao)固可(ke)靠，刀(dao)杆具有足够的(de)刚性(xing)，同(tong)时(shi)还(hai)要(yao)满足并实现深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)设备(bei)(T2120深孔钻镗(tang)床)内排(pai)屑(xie)功(gong)能，保(bao)证在高压(ya)油的作(zuo)用下(xia)使(shi)切(qie)屑顺利的(de)沿(yan)刀杆内(nei)孔行腔排人(ren)铁屑箱内(nei)。
2.2.2刀(dao)具(ju)的设(she)计(ji)
分(fen)别设计(ji)专(zhuan)用(yong)的深孔(kong)钻(zuan)头(tou)、深(shen)孔(kong)扩孔钻(zuan)、转(zhuan)接座(zuo)、深孔(kong)铰(jiao)刀(dao)和(he)配套的(de)铰刀(dao)座(zuo)。
2.3设计(ji)与机床(chuang)和零(ling)件(jian)连接的定位
密封(feng)结(jie)构(gou)，即选(xuan)定设计(ji)密(mi)封(feng)过(guo)渡(du)转(zhuan)接套(tao)结构(gou)，实现(xian)零(ling)件(jian)与机(ji)床(chuang)接(jie)触(chu)面(mian)的密(mi)封(feng)功(gong)能，解决连(lian)接(jie)处(chu)顺(shun)利过(guo)渡(du)，使零件(jian)与刀具形成(cheng)封(feng)闭的空间，在深孔(kong)切削加工(gong)时，形成(cheng)封(feng)闭的高压循环系(xi)统，防(fang)止高(gao)压油外(wai)泄，实现(xian)机床在深(shen)孔加工(gong)时冷却和(he)排(pai)屑、润滑(hua)等(deng)功(gong)能(neng)。
3、钛合金管子深(shen)孔加(jia)工(gong)的(de)实施过(guo)程
在钛合(he)金(jin)管子(zi)深孔加工中，采(cai)用(yong)的(de)加工(gong)工(gong)艺(yi)仍(reng)沿用(yong)过(guo)去传统的深孔加工(gong)方(fang)法。利(li)用(yong)我(wo)们(men)生(sheng)产(chan)现(xian)场经(jing)过(guo)改(gai)造(zao)后的(de)设(she)备(bei)，安(an)装(zhuang)专(zhuan)用(yong)的深(shen)孔(kong)刀(dao)杆(gan)和配(pei)套(tao)刀具，进行(xing)深孔(kong)加工(gong)，具(ju)体(ti)的加(jia)工步骤(zhou)分(fen)三步进(jin)行：钻孔(kong)一(yi)扩孔一(yi)铰(jiao)孔，开(kai)展(zhan)加工试(shi)验(yan)，如(ru)图2所(suo)示(shi)。
加工(gong)试(shi)验后(hou)，加(jia)工出(chu)首(shou)件钛合(he)金管子深孔表面(mian)出(chu)现(xian)如(ru)下(xia)问题(ti)：内孔(kong)直径尺寸局部(bu)超差，表面粗糙(cao)度不(bu)好(hao)，内(nei)孔(kong)表(biao)面(mian)有(you)沟痕现(xian)象。
经过分析，我(wo)们发现(xian)浮动(dong)铰(jiao)刀的过渡(du)转(zhuan)接处(chu)尺(chi)寸为上(shang)限，铰刀(dao)引导端(duan)切削受(shou)力不均(jun)，生产浮(fu)动(dong)刀片(pian)偏移，导(dao)致内(nei)孔直径尺(chi)寸(cun)超(chao)出(chu)图(tu)纸(zhi)要求。另外(wai)内孔(kong)沟痕的(de)产(chan)生(sheng)原因(yin)是(shi)由(you)于(yu)管壁(bi)较薄，深(shen)孔过长，铰孔加工时(shi)产(chan)生(sheng)振刀(dao)和(he)挤(ji)刀(dao)后(hou)，易产(chan)生(sheng)这一现(xian)象，此(ci)外(wai)铰(jiao)刀(dao)磨(mo)损(sun)后也(ye)会产(chan)生(sheng)上(shang)述(shu)问(wen)题。
针对这(zhe)些(xie)问题的产(chan)生(sheng)原(yuan)因，逐渐(jian)完善并改(gai)进(jin)刀(dao)具结构(gou)，制定(ding)改进方(fang)法(fa)。
增加(jia)在加工前检查(cha)铰(jiao)刀(dao)的(de)实(shi)际(ji)尺(chi)寸，以(yi)及浮动铰刀引导端的(de)定(ding)心作(zuo)用，确(que)保铰(jiao)刀(dao)的自(zi)动(dong)定(ding)心(xin)后，进行铰(jiao)削(xue)，同时检查(cha)刀(dao)具磨损情况，及(ji)时(shi)更换(huan)新刀。这样(yang)在(zai)以后(hou)的(de)加工中(zhong)保(bao)证了深孔加(jia)工(gong)的尺寸(cun)。
完(wan)成了(le)首(shou)件钛(tai)合(he)金(jin)管子深孔(kong)加工研制(zhi)工(gong)作(zuo)，并(bing)在(zai)以(yi)后的(de)加工中，陆续(xu)完成了48件钛合金(jin)管子(zi)深孔加工任(ren)务(wu)。满足(zu)了(le)公司的(de)研制(zhi)生产需(xu)求，解决钛(tai)合(he)金管子的(de)深(shen)孔加(jia)工技(ji)术(shu)关键。
4、加工总(zong)结(jie)
试验(yan)结果(guo)验(yan)证(zheng)，由此(ci)证(zheng)明当(dang)初(chu)制(zhi)定(ding)这(zhe)种深孔(kong)加工(gong)方(fang)案是可(ke)行(xing)性的(de)。这种钛(tai)合金材料的(de)深孔加工方(fang)法和(he)加(jia)工工艺(yi)已纳(na)人(ren)到(dao)相(xiang)关(guan)的技术(shu)文(wen)件中，应用(yong)在(zai)专(zhuan)用(yong)生(sheng)产(chan)线上。
参(can)考(kao)文献(xian)
[1]姜(jiang)雪(xue)梅(mei)．空(kong)心长轴深孔(kong)加(jia)工(gong)工艺研究(jiu)航空精密制造(zao)技术，2011(4)．
[2]王世(shi)青．深孔(kong)加(jia)工技(ji)术[D]．西(xi)北(bei)工业(ye)大学，2003
相关(guan)链(lian)接
