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          技術知識

          加長硬質合金深孔鉆頭的工藝設計

          來源:山東瑞鉆工程裝備有限公司 2015-01-07查看:7304

          摘要:加長硬質合金深孔鉆頭的工藝設計

          隨著我國現代工業的飛速發展,深孔加工產業在不斷地增長。目前,市場不但需要大量不同規格的BTA單長深孔鉆、噴射鉆和DF深孔鉆,而且孔加工的深度在不斷的加長,所以鉆桿的長度就得按市場的需要加長,因此設計了這種加長硬質合金深孔鉆頭。

          設計時將此刀具分為三部分:深孔鉆頭部分、鉆桿Ⅰ和鉆桿Ⅱ。如圖1所示,將鉆頭部分、鉆桿Ⅰ和鉆桿Ⅱ分別獨立加工,然后以螺紋方式擰緊。

          1. 深孔鉆頭的工藝路線

          下料→銑各部→焊接、噴砂→車各部→磨外圓→刃磨各部→燒字。采用硬質合金刀片焊接在刀體上,刀片為導向塊831100YT14×2、切削齒92545YW3。在使用過程中鉆頭部分如有刀片損壞,可以取下重新焊接,重新加工刀頭部分,再與鉆桿聯接。其次該刀具在深孔加工過程中容易產生軸向顫動,產生變形發生在鉆頭的切削刃部分,因此,在設計時將導向塊的長度減小,即在銑刀槽序前將刀片長度磨掉2.0mm,這樣銑出的導向槽長度也相應減少2.0mm,從而提高鉆頭的壽命。中心齒采用92545YW3位于結構的最外端,選擇這種材質使硬度提高,有利地提高了鉆頭的強度和耐磨性,改進鉆頭切削刃部分的結構,提高產品壽命。深孔鉆頭的尾部采用方牙內螺紋,要與鉆桿Ⅰ配車,以達到定位準確,松緊適度,聯接良好(見圖2)。

          2. 鉆桿Ⅰ和鉆桿Ⅱ的工藝路線

          車外圓→熱處理→調直→磨外圓→車各部→車聯接部另一端螺紋→車尾部→調直→裝配。

          加工關鍵處:首先,鉆桿Ⅰ和鉆桿Ⅱ的總長度為2  500mm,現有設備無法加工,只能分體加工。

          但由于桿件細長,磨削中產生變形,冷校直達到暫時的內力平衡,當進行磨削時,切削熱是產生變形的主要因素。切削熱使內應力又重新分部,從而產生新的變形。細長車桿用冷校直比較費時間,因此采用熱處理方式,消除內應力來達到校直的目的;其次,在車削聯接鉆頭頭部時采用反向進給車削,即從卡盤處向車床尾部方向切削,使工件處于拉伸狀態,目的是減小工件受壓,防止工件彎曲變形。

          采用跟刀架進行精車,消除車削分力對工件的影響,因工件細長,故采用活頂尖車削,這樣在切削熱的作用下,可以自由伸長,緩解長度的變形,從而減少熱伸長。

          3. 具體的工藝要求及加工步驟

          車外圓:φ 22mm外圓車工留量為0.80mm→熱處理:其目的是消除內應力,調質硬度280~320HBW →調直:彎曲度公差0.20mm→磨外圓D=22+0.01mm→車各部(見圖3),車方牙時要清根→車聯接鉆頭頭部:如圖3所示,與外螺紋鉆桿配車,達到定位準確,松緊適度,接縫良好→車尾部(見圖4)→調質彎曲度:公差0.05mm→裝配彎曲度:公差0.20mm→燒字。

          從圖1可以看出,尺寸精度及公差要求并不高,普通加工即可達到要求,關鍵在于鉆桿聯接部位,由于鉆桿Ⅱ為φ 22mm×1  289mm,如果加工方法不當很容易引起工件變形,很難達到其同軸度要求,因此需要合理的設計與加工。

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