利用带状切屑加工深孔内腔平底

北方华安工业集团公司 (黑龙江齐齐哈尔 161006)信连志

本文就深孔内腔平底工序加工中，深孔刀杆直径与排屑之间的矛盾，进行认真研究和分析，结合工艺特点及现有工艺装备条件，在原有刀具的基础上进行改进，利用长条可控带状切屑，有效地解决并提高了弹体内腔平底工序加工质量和生产效率。

1.内腔平底工序工艺及破损主要问题分析

(1)工艺分析:某产品内腔平底工序加工，长径比＞5，属于深孔切削加工。为避免热处理变形，内腔平底加工余量(双边)留10 mm。内腔平底加工装备结构特点是:将CW6163A 卧式车床小滑板和刀台卸下，更换成一体固定刀台安装刀杆(见图1)，前端方孔安装使用焊接刀。一体刀台安装稳固，为减少切削时的振动，刀杆前方安装固定套，弹体内腔直径为90 mm，刀杆直径80 mm。同时也解决了刀体过长，无法在刀台安装的问题。

图1 固定刀台

(2)刀具破损分析:原加工过程为水质切削液冷却车削，使用YT5 硬质合金焊接整体刀具，产生弧形切屑，主要以切削液将切屑冲出。刀具破损的主要原因是由于刀具前方定位套、刀体与弹体内腔间隙过小，使切屑无法排出，造成切屑与刀具产生冲击，这种机械冲击造成的应力超过了刀具材料许可的强度，引起崩刃、剥落或碎断。刀具使用中基本无正常磨损，由于弹体加工过程中经常发生非正常磨损，硬质合金与弹体发生镶嵌无法修复。且需多次走刀，加工时间较长，因此影响了产品的批量生产。

2.刀具的应用及改进

(1)经过对工艺条件的综合分析，决定更换刀具材料种类，使用YT15 硬质合金焊接刀具代替现在的刀具材料。YT15 硬质合金抗弯强度σ=1.37 GPa，硬度≥89.5 HRA，是钨钴钛合金中强度最高的，抗冲击和抗振动性能最好的刀具材料。

(2)根据前期加工中所得的一些经验，发现发生非正常磨损的主要因素是排屑问题。决定采用带状切屑解决其问题，又通过改变刀具各部分参数使带状切屑在刀杆上实现蛇形缠绕，达到利用弹体内腔后部刀杆与弹体之间较长的空间储存带状切屑，实现正常切削。在实际生产中使刀具达到正常磨损，且提高了加工质量，提高了效率。刀具参数如图2所示。

图2

(3)加工过程:刀具切削弹体内腔时，切屑沿前刀面流过，在后刀面R10 mm 圆角作用下，切屑发生卷曲，在各部刀具角度参数的影响下，切屑向后部旋转排出。当轴向8 mm 加工余量完成时，切屑全部缠绕在800 mm 余长的刀杆上，加工结束后只需用专用工具清除即可。切屑与弹体内腔不发生挤压碰撞，加工稳定产品质量较好。刀具参数及切削用量见附表。实际加工如图3 所示。

刀具参数及切削用量

图3

3.改进后刀具的特点

改进后刀具在内腔平底工序加工中有以下特点:

(1)提高刀具使用寿命。通过改进刀具参数，很好地解决刀具、弹体内腔与切屑3 者之间的矛盾，避免切屑与弹体内腔挤压碰撞产生的刀具破损，提高刀具使用寿命。在切削量相同的情况下，可提高刀具使用寿命5 倍以上。

(2)有利于切屑排出。内腔加工属于深孔加工，深孔加工排屑是主要问题，通过改进刀具参数，有利于切屑正常排出，并由于减少切削液的使用，有利于环境保护，对5S 管理极为有利且节约生产成本。

(3)提高加工效率及良品率。通过改进刀具参数，在切削过程中减少更换刀具次数及对刀时间，有效缩短辅助时间2/3 以上。由于减少扎刀、打刀所带来的废品及修品，大大提高产品质量，使良品率及班产都提高在5%以上。

(4)保证切削精度及表面质量。通过改进刀具参数，合理优化刀具结构和几何参数，使刀具有良好的综合切削性能，切削质量稳定可靠。刀具切削时无振动现象，有效提高内腔加工精度及表面质量。

4.结语

经刃磨后产生带状切屑的刀具，在对内腔平底工序加工中显现出较理想的加工状态，解决了本工序加工中的难题。显现出具有较高的寿命，加工精度高，切削质量稳定，切削效率高，达到提高产品合格率，减少生产时间，增加经济效益的目的。