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加工（gōng）中心鏜孔加工防振技術

2021-1-6 來源：浙江通力重型齒輪（lún）股份有限公（gōng）司作者：杜王靜

【摘要】: 根據減速機箱體幾（jǐ）何結（jié）構特點（diǎn），針對原鏜孔工藝進行分析，結合（hé）實際生產，設計了一種加工中心鏜孔加工（gōng）防振技術，解（jiě）決了長徑比在（zài） 5 倍左右徑時鏜孔振刀問題，提升了加工（gōng）效率與精度，並給出了（le）相應數據。

材（cái）料牌號為 HT200 的減速機箱體，經模型鑄造，去應力退火後，硬度（dù） 150~230HB，金相組織主要以珠光體的形式存在。加工部位如圖 1所示。

箱體軸承孔一般采用（yòng）鏜削的方法加工至圖樣要（yào）求。長徑比在 5 倍左右時，極易出現鏜孔（kǒng）振刀現象，從而影響孔的同心度、圓柱度和表麵粗糙度。采用防振刀具加工，雖（suī）然能解決振刀問題，但刀（dāo）具成本昂貴，一般中小企業難以承受。

1.鏜孔（kǒng）加工方法（fǎ）分析

為保證箱體經模型鑄（zhù）造去應力退火後正常加工，在模型鑄造時，軸承孔應適當留餘量（liàng）。如金屬模型鑄造的減（jiǎn）速機箱體，為避免（miǎn）鑄造誤差使工件尺寸超差，圖樣要求 φ 62H7、長度 315mm

的軸承孔（kǒng），一般留直徑（jìng）餘量 2~4mm。鏜削時存在（zài）以（yǐ）下困難 :

（1）粗鏜時，鑄件類（lèi）粗鏜可（kě）轉（zhuǎn）位硬質合金刀片單邊切深 0.75~1.75mm，切削刃寬 0.25mm，切削參數如表 1 所示。

通過以下公式可以（yǐ）計算切削扭矩（jǔ） :

Mc=vcapFnkc（1 － ap/Dc）/（2nπ）

（1）式中（zhōng），Mc 是切（qiē）削扭矩 ;vc 是線速度 ;ap是切削深度 ;Fn 是每轉進給量（liàng） ;kc 是特定切（qiē）削力 ;Dc 是孔徑 ;n 是轉速。

不同切深量（liàng），雙刃（rèn）粗鏜刀所產生（shēng）的切削扭矩如表 2 所（suǒ）示。

經測試，出現（xiàn）振刀，切（qiē）深越大，雙刃所產生的切削扭矩（jǔ）越大，振動越強烈，勉強加工 3 件，刀片出現崩刃，無法繼（jì）續使用。

（2）為排除粗鏜振刀對精鏜（táng）的影響，先用防振刀進行加工，保證表麵質量，再進行精鏜測（cè）試。精鏜時，鑄件類精鏜可轉位硬質合金刀片單邊切深 0.25mm，切削刃寬 0.12mm，切削參數如

表 3 所示。

通過公式（1），計算得出單刃切削所產生的切削（xuē）扭矩如表 4 所示。

經測試，出現振刀，刀片磨損很快，軸承孔同心度、圓柱度和（hé）表麵粗糙度遠遠超出（chū）圖樣要求。

鏜孔（kǒng）加（jiā）工是目前較為普遍的孔加工工藝，能保證零件加工精度，但（dàn）長徑比在 5 倍徑左右時，非防振鏜刀加工鑄件軸承（chéng）孔易發生振（zhèn）刀。采用防（fáng）振（zhèn）刀，則（zé）麵臨高昂的刀具成本，以山特維克可樂（lè）滿（mǎn）防振刀為例，鏜直徑 62mm 的防振鏜刀，單件（jiàn）價格一般在 4~6 萬元（yuán）。

2.改進後的鏜孔加（jiā）工技術

鏜孔發生振刀，主要的原因是鏜削加工所產生的切（qiē）削扭（niǔ）矩大於或等於機床、工（gōng）件裝夾係（xì）統的固有預緊扭矩，從而產生振動。因此當減小（xiǎo）切削（xuē）扭矩時，則遠離了機床、工件裝夾係統（tǒng）的固有預

緊扭矩，避免了振動（dòng）的產生。減小切削（xuē）扭矩的措施如下 :

（1）選用小刃寬，帶前角刀片。小刃寬（kuān），帶前（qián）角刀（dāo）片具有更加鋒利的切削刃（rèn）口，能減小單位麵積內所受的切削力。改進後的粗鏜刀片刃寬、前角如圖2所示，精鏜刀片刃寬、前角如圖3所示。

（2）適當提高（gāo）線速度，減小進給量。優化後的切（qiē）削（xuē）參數，如表 5 所示。

產生的切（qiē）削扭矩如表 6 所示。

經（jīng）測試，非防振刀（dāo）粗鏜，無振刀現象出現，餘量預留均勻。但需注（zhù）意的是，線速（sù）度的提升，應考（kǎo）慮刀片本身的耐磨（mó）性，不同品牌廠家，耐磨性能各有不同，主（zhǔ）要受塗層技術的限製，國內可提供線（xiàn）速度 120m/min 以內耐（nài）磨性較（jiào）好的刀（dāo）片，線速度 120m/min 以上需進口 Sandvik、KENNA、SECO、Iscar 等（děng）公司（sī）的刀片。

（3）減小切深（shēn）。從以上表格（gé）的計算數（shù）據看，不同切深對切削扭矩也存（cún）在較大影響，切深1.75mm 產生切削扭矩（jǔ）是切深 0.75mm 產生切削扭矩的 2.3 倍。因此，在精鏜時，切深優化為 0.14mm，線速度優化為 155m/min，進給量優化（huà）為 0.12mm/r，鏜削加工產生的（de）切削扭矩為 0.000 52k c，與（yǔ）改進前的（de）精鏜相比，切削扭矩減（jiǎn）少了（le） 55.17%，增加內冷鑄（zhù）件切削液，效果更佳。

經測試，非防振刀精鏜，無振刀（dāo）現象出現，同心度、圓柱度和表麵粗（cū）糙度均符合圖樣（yàng）要求。從檢驗記錄和生產統計來看，已穩定加工 503件箱體，滿足批量生產要求。

3.結語

鏜（táng）孔技術是當前自動化生產（chǎn）的重要工（gōng）序之一，結合數控（kòng）機床應用，合理選（xuǎn）擇刀片、切削參數，充分發揮刀具本身的價值，給企業帶來（lái）更多的利潤空間的同時，也（yě）為我國製造業的可持續發展增添（tiān）一份力量。

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