一次性加工完成大批量高精度深孔的研究

Ｐ１ Ｘ２Ｔ。
１ ０ ５０
１ ０ ００
５０ ０
３ ４ 刀具直 径 的确 定 ． 刀 具 的型号选 好 之 后关 键 的一 步 就是 刀具 直 径
的确 定 。刀具 的直径 不 能 直接 确 定 为 图纸 上孔 的直
径， 要综 合考 虑 以下几个 方 面。 ３ ４ １ 经验 和试验 选择 ．．
流 出情况 来调 整 。最 终 加 工参 数 定 在 了转 速 ７０／ ５ ｒ
ｍ ｎ 进 给 ７ ｍ ／ ｉ、 压 ３ ｂ 。在 加 工 中为 保 证孔 ｉ、 ５ ｍ ｍｎ油 ５ａ
的精度 ， 我们 一定要 确保孔 是一 次性 加工完 成 的 。这 样我们 就要选 择一 组 非 常合 理 的 加工 参 数 以确 保 不 会因为功率 、 油压等原因报警而导致二次加工 － 】 ２ 。
２０ ， ５ ０ 材质 为 ０ ｒ８ ｉ Ｔ。 Ｃ ｌ １ ｉ Ｎ ０
２ ２ 实验装 置 ．
钻套是在钻头起初钻人工件时起导向作用 ： ①保 证孔的孔径精度 ； ②保证孔的直线度。等钻头完全钻 人工件后 它就 不起什 么作 用 了。
３ ２ ２ 铜导套 ．．
根据具体的加工对象和要求 ， 确定了加工装置， 如 图 １所示 。
（． １ 西安石 油大学 。 陕西 西安
摘
要： 通过对深孔加 工的工艺分析 ， 从影响加 工精 度的 因素入 手 ， 通过对加 工参 数的 大量 实验和 计算 ， 最后一 次性
完成对 ２ ｍ ０ ０ ｒ 孔深为 ３０ ｍ、 ５ ｍ＋ ．２ ｍ、 ａ ０ ｒ 孔数为 ２ ０ 、 ａ ５ ０ 材质为 ０ ｒ８ ｉ０ ｉ Ｃｌ ＮｌＴ 大批量 高精度深孔加工。
图 ３ 转速表
要 根据加 工 经验 和多次 的试验 来确定 。在刀 具 、
Ｓ
＿ — 一 ／源自夹持辅具和机床精度等方面已经确定的情况下 ， 在加
工不 同的材 料 时加 工 出来 的孑 径 比理 论 值 大 多 少 。 Ｌ 因为虽 然在夹 持 附具 和机 床精 度 等方 面也 做 了不 少 工作 ， 无论 如何 努力都 不可 能完全 消除 钻杆在 高速 可
４ 加 工 参数 的选 取
加 工 时 的转速 和 进 给可 由图 ３和 图 ４查 得 。然
的配 合公 差确 定如 图 ２所 示 。
‘ｄ ６ ｐ Ｇ
后具体在 加工 中再 作 调 整 。冷 却润 滑 油 的流 量 由下
钻 套
国
铜 导 套
列公式计算 ： ４ ５ 。这个值 也是 一个参考值 ， Ｑ＝ ． Ｄ 具 体 的流量 还得在 这 个基 础 上 根 据油 的流 速 和 铁 屑 的
０ ０ ｒｍ ，ｔ ｅ３ ０ ．２ ａ ｈ ０ ｍｍ ｅ ｔ ， ｈ ５ ０ ｈ ｌ ｓ ｈ ｔｒ ｌｏ Ｃ ｌ Ｎｉ０ ｉ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ｂ ｈ ｒ ｅ ｑ ａ ｔ ｉｓ ｏ ｉ ｈ ｒ ｃ－ ｄｐ ｈ ｔ ｅ ２ ０ ｏｅ ，ｔ ｅ ｍａｅ ａ ｆ ｒ ｌ Ｔ ，ｓ ｒｃ ｓ ｅ ｙｔ ｅ ｌ ｇ ｕ ｎ ｉ ｅ ｆｈ ｓ －ｐ ｅ ｉ ｉ ０ ８ ａ ｔ
隙要 是太 大 ， 钻杆 和钻 头在 里 面 就 会产 生 径 向跳 动 ；
收 稿 日期 ：０２ ０ — ６ ２ １ － ６ ０
作者简介 ： 生元（９ ８ ） 男 ， 武威人 ， 杨 １７ － ， 甘肃 工程师 ， 研究方 向： 品工艺。 产
・
９３ ・
应用与试验
要是 间 隙太 小 ， 杆 和钻 头 就 会 因 为发 热 而 导致 抱 钻
ｓｏ ｄ ｅ ｎ ｏ ｅ ｔｍｅ． ｉｎ ｅ ｐ ｉ ｎ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｇ ｕ ｎ ｉ ｅ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ ｄ ｅ ｏｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｅ ｐ ａｅ ｅ ｐ ｈ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｌｒ ｅ ｑ ａ ｔ ｉｓ ｏ ｈ ｇ － ｒ ｃｓｏ ｅ ｐ ｈ ｌ ；ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｃ ｎ — ｌ ｔ ；ｄ ｅ ｏ ｅ ｔ ｆ
１ 引 言
深 孑加 工一 般最 常用 的方法 有 以下 几种 ： Ｌ 麻花钻
钻孔 ； 扩孔 ； 深孔 钻钻 孔 ； 孔 。在这 四种加工 方法 中 铰
３ 实验 步 骤
３ １ 调 整主轴 对机 头的 回转误 差和导 轨对 机 头的 直 ．
线 误 差
麻 花 钻 的加 工 精度 为 Ｉ１ Ｔ ３ 加 工效 率 适 中 ； Ｔ １一Ｉ１ ， 扩 孔 钻 的加工 精 度为 Ｉ９一Ｉ１ ， 工效 率低 ； 孔钻 的 Ｔ Ｔ １加 深 加 工精 度 为 Ｉ８一Ｉ９ 加 工效 率 高 ； 孔 的加 工 精 度 Ｔ Ｔ， 铰
越小 越好 ， 最后 我们把 它调 整在 了 ０ ０ ５ ｍ 以内。 ．０ ｍ ３ ２ 夹持 辅具 及其配合 公 差 ．
３２ １ 钻 ．． 套
２ 实验对象和装置
２ １ 实验对 象 ．
这 次实 验对 象是 一块核 工业用 下锥 板 ， 径加工 孔 要 求 为 ￣ ５ ０ ０ｍｍ， 深 为 ３０ ｍ， Ｌ 为 ｂ ｍｍ４ ． ２ ２ － 孔 ０ｒ 孑数 ａ
主轴相对 机头 的 回转 误 差 也就 是 主轴 与 机 头 的
同轴度 ， 它直 接影 响加工 工件 的孔径 精度 。 因为主 轴 和机头 的 同轴 度要 是不好 ， 钻杆 在旋 转起 来就 会有 一 个径 向跳 动 ， 的跳 动越 大 造 成 的孔 径 误 差 就 越 大 。 它
所 以说 主轴 相对 机 头 的 回转 误 差越 小 越 好 。最 后 我 们努 力把它 调整在 了 ０ ０ ６ ｍ 以内 。导轨 相对 机 头 ．０ ｍ
５ ０ １ ００ １ ０ ５ ２。 ０ ２ ０ ５ ３ ｏｏ ＯＭ ３ ５０ ”． ７ Ｊｌ
图 ４ 进 给表
不 同材料 在钻 完 孔后 随着 时 间变 化 出现 的应 力 变形 量 。一个 工件 在 中间钻 完 大 量孔 后 由于应 力 释
５ 总 结
除 了上 面所述 的几 点之外 ， 在加 工过 程 中还 得 时 时测 量监控 加工 的孔径 尺寸 ， 要是孔 径慢 慢地 向上差 靠 近并在最 后达 到 了上 差 ， 么 就要 立 刻 更 换 钻 套 。 那
死 。它们 与机 床 的配 合 间隙也 同样不 能过 大或过 小 。
２１年 期（ 第１ 期）・ 械 研 究 与 应 用 ・ ０ 第４ 总 ２ ２ ０ 机
由于应力 变形 孔径 又 回缩 了 ００ —００ ｍｍ（ 个 值 ． １ ．２ 这
与孔 的分 布 有 关 ， 间 的孔 回缩 小 ， 周 的 空 回 缩 中 四
（． ｃｏｌｆｍ ｃａ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ａ ｈｙｕｕ ｉ ｒｔ， ｉ ｎＳ ａ ｎｉ １０ ５ Ｃ ｉ ； １Ｓｈｏ ｏ ｅｈ ｎ ａ ｇｎｅｉ ， ｃ ｅ ｎ ｎＳ ｉ ｎ ｅ ｉ Ｘ ｈａ ｘ ｏ ｖ ｓｙ ａ ７ ０ ６ ， ｈｎ ａ
（ ．Ｓｏｅｈａｙｅｕ ｍ ｎ ｏ ， ｔ ， ａｚｏ ｆ ｉ ｎ ｅ ｉ ｌ ｏ ｐ ｎ ， ａ ｚｏ ａｓ ７０ ０ ，Ｃ ｉ ） ２ ｔ ｅｖ ｉｅ ｔ ． Ｌｄ Ｌｎｈｕｒ ｎｎ ａｄｃ ｍ ｃ ｍ ａｙ Ｌ ｎｈｕＧ ｎｕ ３ ００ ｈｎ ｎ ｑｐ Ｃ ｅ ｇ ｉ ｈ ａｃ ａ
ｒｃ ａ ｙ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒｃ ｓ ｉｇ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｏ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｎ ａｃ ｔ ｎ，ｔ ｅｈ ｌ ｔ ｅ ｇ ｏ ｔ ｃ ｐ ｒ ｍｅｅ ｆ ５ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ａａ ｔ ｒ ｆｔ ｘ ｅ ｍｅ ｔａ ｄ ｅ ￣ａｉ ｎ ｈ ｉ ｌ ｏ ｈ ｏｅｗｉ ｔ ｅ ｍｅｒ ａ ａ ｔｒ ｏ ｍｍ＋ ｈｈ ｉ ｓ ２
Ｉ ＇ Ｉ９ 加工效率低 。而在加工效率最高 的深孔钻 Ｔ —Ｔ ， Ｉ
上一 次性 加 工 完 成 精 度 为 Ｉ６一ｎ 的深 孔 ， Ｔ ７ 以此 来 解决 生产 企业 在生 产 中 遇 到 的加 工 大批 量 高精 度 深
孑 的难题 具有 重要 意义 … 。 Ｌ
的直 线误 差 同样 会导致 钻杆 的径 向跳动 ， 以它也 是 所
铜导套有两个作用 ： ①导 向； ②轴承的作用 。它 在钻孔的全程都起作用。 ３ ２ ３ 夹持柄 ．．
夹持柄 的作 用是把 钻杆 和主轴 连接起 来 。
３ ２ ４ 配合公 差 的确定 ．．
这三个 辅具 与钻杆 和机 床都是 过 渡配合 ， 它们 的
图 １ 实验装置图
配合公 差选 取是 至 关重 要 的。它 们 与 钻 杆 的配 合 间
一 。
／ ／
／
／
旋转时产生的径向跳动 ， 只要有跳动那么钻出来的孑 Ｌ 径就 会 大于理 论 值 。所 以应 该 根 据 以 往 的加 工经 验
和 大量 试验来 最终 确定 刀具 的加工 直径 。
３ ４ ２ 根据应 力选 择 ．．
，
０
／ ＼ ｈ ＼ 、Ｓ ＼
关键 词 ： 大批 量 高 精 度 深 孔 ； 下锥 板 ； 深孔 加 工
中图分类号 ：Ｇ １ Ｔ ７
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０ ７ ４ １ （０ ２ ０ － ０ ３ ０ １０ － ４ ４ ２ １ ）４ ０ ９ － ２
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ａ ｏ －ｔｍ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆｌ ｒ ｅ ｑ ｎｔｔｅ ｆｈ ｇ ｓ ａｒ ｈ ｏ ｎｅ ｉ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ ａ ｇ ｕａ ｉｉｓ ｏ ｉ ｈ－ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｅ ｐ ｏ ｅ ｒ ｃｓｏ ｄ ｅ ｈ ｌ Ｙａ ｇ Ｓ ｅ ｇ ｕａ ｎ ｈ ｎ －ｙ ｎ 一，Ｚｈ Ｌｉ ，Ｚｈ ｎ Ｋａ ｕ ｎ ａｇ ｉ
Ｉ０ ０ ３ ０
２ ０ ５０
２ ０ ００
图 ２ 三个 辅 具 的 配合 公 差
３ ３ 刀具 的选 择 ．
深 孔 加 工 刀 具 是 加 工 关 键 部 分 ， 该 选 择 高 精 应
度、 高耐磨性的刀具 ， 而且 刀具角度和断屑槽要满足 加工 出的铁 屑为 “ ” 屑的要 求 ， Ｃ型 这样 利 于铁 屑 的排 出。最后我们和伊斯卡公 司合作制造 了一款适合这 种材料的高精度、 高耐磨性刀具 Ｄ Ｄ Ｅ ２ ．５ Ａ Ｓ — ３４ ９ Ｂ —
・
机 械 研 究 与应 用 ・ ０ 年 期（ 第１ 期） ２１ 第４ 总 ２ ２ ０
应用与试验
一
次 性 加 工 完 成 大 批 量 高 精 度 深 孔 的 研 究
杨 生元 朱 一， 林 ，张 凯
７ ０６ ２ 兰州兰石重型装备股份有限公司 甘肃 兰州 ７ ０ ０ ） １０５； ． ３ ０ ０
间 隙太小 无法 正常拆 卸更 换 ， 间隙太 大又会 加大 和主 轴 同轴度 的误 差 。所 以 为 了得 到一 个 合 理 的配 合 公
差 ， 过查 阅一 些专 业资 料 ， 通 以及 多次 实验 ， 最终它 们
大） 。图纸 的加工精 度要 求为 ￣ ５ ｍ＋ ．２ ｍ， 样 ２ｍ ００ｍ 这 综合计算 后我 们把 刀具直 径定 为 ＋ ４９ ｍｍ。 ２ ．５
放 ， 会 有一个 微 小 的 回缩 ， 个 回缩 就 会使 工 件 的 都 这 孔径 变小 。这 个应 力 释 放 周期 一 般 为 一周 。所 以根 据不 同零 件 的应力 变化 规律来 确定 加工 的刀具直 径 。 ３４ ３ 根 据 图纸上 的精 度要求 选择 ．．
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｏ ｇ ｎ ｌ ｚｎ ｅｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｅ ｐ ｈ ｌ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔｒ ｎ ｏ ｔｅ ｆｃｏ ｓｗｈｃ ｆ ｃ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｃ ｕ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｒ ｕ ｈ ａ ａ ｙ ｉｇ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｏｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ，ｓ ｔ ｇ ｆ ｍ ａ ｔｒ ｉｈ ａ ｅ ｔ ｈ ｃ ｉｉ ｇ ａ ｃ ・ ｈ ｄ ｎ ａｉ ｒ ｈ ｔ