基于管板深孔加工工艺技术及优化分析

摘  要：管板已被应用在石油化工、锅炉设备、制冷、汽轮机等各行各业，这就对管板的加工提出了很高的要求。深孔技术是工业生产制造中的一项重要技术，深孔加工难度大，工作量大，因此它已成为一个重要的加工过程。随着科学技术的发展，高硬度、高强度的新型零件不断涌现，对加工效率、加工质量和加工成本提出了更高的要求。因此，管板深孔加工的优化成为一个备受关注的问题。本文分析了基于管板深孔加工工艺技术的难点，针对深孔加工进行了完善和优化，以力求提升生产技术水平，保持工艺品质。

关键词：管板;深孔加工;工艺技术优化

深孔加工也是机械设备加工中的一个关键问题，难点就是由于孔深、刚性较差、硬度降低，容易造成刀具的偏斜、排屑不便，而且往往会造成孔变大，甚至产生锥形等特殊现象，因而达不到对加工品质的需要。随着科技的进步以及机器生产的升级换代，对深孔加工的产品质量和工作效率都需要进一步提升，所以，研发深孔加工工艺对于提高机械加工技术有着很大的实用价值和现实意义。

1深孔加工技术分析

1.1钻杆

钻杆应选用45钢制造，经调质加工后的HB为260～280，钻杆与钻杆之间的接头、钻杆与刀头的衔接均应选用方牙螺纹，其好处是硬度大、易于拆卸，断裂后也容易配制。在加工深孔时，对安装的钻杆应该作如下检查，检查钻杆结合处，两直径差距不宜过大，无毛刺形成、飞边等瑕疵。弯曲量也不能过大，且钻杆和钻套的间距也不宜过大，一旦间距过大，则需要经常调换支撑套。检查钻杆的内孔中是否有漏洞和杂物，以免卡紧铁碎片。钻杆须在使用结束后逐节拆开，并分节放置，以避免因其尺寸过大而引起扭曲变形。在工作完毕后，工人的任务就是把钻杆孔内的切屑全部清理完毕，对方牙螺纹位置方面要特殊加以保护，而其余地方则要注意防止生锈。

1.2深孔加工刀具

首先对二个切割刃口的对称性进行检验，然后再分别测二个切割刃的直径是否一致，最后再测二个切割刃的对称点距支承平面的高度是否相同，这二项检验的差值以小于0.3为宜。横刃的宽窄和切割阻力也有很大的关联，如果横刃过宽，轴流式力大，钻杆弯曲度增大，产生螺旋槽的可能性也更大;横刃变窄，板钻硬度降低，可能崩坏。对于深孔切割，板钻对工件材质的敏感度也较大，根据工件材质不同，板钻部分夹角也应因此而异，当工件材质硬、力度大时，应适当降低前角和后角的度数，当工件材质较软、塑性力大时，刀具的前角宜大些。

1.3冷却及润滑

在深孔加工过程中，有效地利用冷却设备可以更好地保证钻杆的刚度和方向性。在深孔加工过程中，冷却和润滑系统不仅可以冷却和润滑，还可以减少磨损和振动，同时产生良好的消声效果。由于钻井过程中产生的高强度和高强度，通常需要润滑剂，使用润滑剂可以克服钻孔阻力。使用冷却液还可以消除钻进过程中产生的热量，使钻杆和钻孔温度保持在相对稳定的范围内，有效地保证钻杆的刚度和深孔加工质量。

1.4加工工艺

针对管板钻孔深L和钻孔直径D比较超过10的典型深孔，可以选用现代数控深孔钻床的加工工艺方法，目前使用的意大利三轴数控深孔钻具，其最高机械加工区域为6m x5.3m，最高机械加工深度范围为1100mm ，最高机械加工孔径区域为φ13mm ～φ60mm，，其机械加工技术能力已全面涵盖了所探究的管板。在加工刀具的选用上依据机械加工设备选用以BTA钻头，其工作机理为将切削液直接通过导轨套注人钻头磨损附近的机械加工区域，并利用强劲的切削液压力对其表面加以润滑和冷却，同时使铁碎片从钻杆内排出，这种强力冷却和排屑方法尤其适合于深孔工艺。

2基于管板深孔加工工艺技术的优化

2.1改进了引导孔与钻头间距

为正确引导钻头的进钻，一般采用在管板上加工出导引孔，以起到引钻效果，不过由于钻头会在与导引孔间形成一定的空隙，此缝隙也会造成在引导开钻头时会产生偏差，并随着轴向引力的增加而扩大。在如果钻头和导引孔间的空隙过小时，则钻头很容易和导引孔形成严重碰撞，最后形成抱转现象，从而导致刀具的损伤和零部件的报废。由此可见，导孔与钻头之间磨损缝原直接危j害着钻机的耐久度与钻头品质，同时也是限制内孔的关键。因此本文通过实测刀具长度，将导孔宜与刀具之间的直尺示间距限制在0.03mm以内，从而精确引导加工程序的稳定，管板深孔加工效果显著，有效地增加了深孔钻头磨损、镗刃的耐用度，并大大提高了工作效率，从而提高了深孔质量。

2.2导块位置的影响

管板深孔加工程序中，导块的定位对最后机械加工造型精确度具有十分关键的作用，因为导块需要在其固定的轨迹上工作，才能保持在机械加工程序中对钻头产生磨损的稳定性。尤其是出钻和引钻时，钻进方向有时很不平衡，会形成强烈震荡，使钻进偏移原轨迹，从而严重影响钻孔精度。如果我们在钻机头体的后端面增加了一个减振块，当用钻头钻孔时，钻头磨损并与引导孔碰撞，钻进方向出现严重偏离，从而形成强烈扭转震荡，此時减振块也将发挥减振的功能，从而保证刀刃稳定和改善了加工钻进的形状精度。

2.3改进深孔钻排屑方式

由于外排屑方式在卡盘处的轴向无法顶紧，制动时液压不足，刃具表面不能完全润滑并完全淬火，刀刃损坏严重。机械加工时中轴向尺寸在串动，严重负面影响了宽度规格要求。经改进了深孔钻头的排屑方法，把原来外排屑变为内排屑，切屑从刀杆内流出，切割液则从钻杆内流入。自制了一个转接套，用卡盘夹住并项紧轴端，对这样的轴流式设计尺度进行了限制，内排屑时对切屑的大小和外形都要加以控制，优异的高温冷却水润滑性，以及优异的热透气性、排屑性，使切割液能有效地渗透到刃口上，并确保切屑能顺畅流出。

结束语：

在管板加工过程中，深孔加工技术是一项技术含量高、操作难度大的复杂技术。优化管板深孔加工工艺可以有效提高深孔加工精度、加工效率、零件加工质量，积累管板加工深孔的经验。

参考文献：

[1] 关庆鹤，廉松松，杜鑫. 镍基合金堆焊管板深孔加工工艺技术及优化[J]. 锅炉制造，2017（5）：44-47.

[2] 赵云川，邹泉，廖晓祥，等. 微波膨胀梗丝加工工艺的选择及优化[J]. 烟草科技，2016，49（12）：60-70.

[3] 廉松松，关庆鹤，王立昆，等. 超厚管板深孔加工工艺的研究及应用[J]. 压力容器，2021，38（11）：82-86.

作者简介：巫均平，男，汉族，职称：讲师，硕士，研究方向：机械工程