四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司 (綿陽(yáng) 621000) 王 鵬 游洪建

普通刀具在鉆床和攻絲機(jī)批量加工過(guò)程中，對(duì)于不銹鋼和其他脆硬材料，加工鉆頭直徑小于5 mm，絲錐小于M5 的孔和螺紋，刀具壽命往往不長(zhǎng)，需要頻繁更換刀具，主要表現(xiàn)為退火、折斷以及切削刃磨損嚴(yán)重。

刀具壽命直接影響生產(chǎn)效率。經(jīng)過(guò)分析，造成刀具壽命不長(zhǎng)的原因很多，諸如進(jìn)給量、刀具材料和刀具刃磨角度等。還有更重要的一點(diǎn)就是切削液，采用合適的切削液往往可以緩解其他因素的產(chǎn)生，延長(zhǎng)刀具壽命。切削液的作用有3 種:清洗、冷卻和潤(rùn)滑，然而普通鉆床和攻絲機(jī)只能通過(guò)手動(dòng)對(duì)刀具進(jìn)行清洗、冷卻和潤(rùn)滑，生產(chǎn)效率不高。是否可以在鉆床和攻絲機(jī)上設(shè)計(jì)自動(dòng)切削液的澆注，一直是我們關(guān)心和討論的問(wèn)題。

1.設(shè)計(jì)前常用方法及分析

常用方法有兩種:①使用普通材料刀具鉆削或攻螺紋時(shí)，在旁邊放置小油桶和油刷，邊加工邊用油刷沾油對(duì)刀具進(jìn)行清理、潤(rùn)滑和冷卻(見(jiàn)圖1)。②采用合金刀具，無(wú)需切削液。

使用油刷的優(yōu)點(diǎn)是清理、潤(rùn)滑時(shí)相對(duì)靈活，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，適合小批量或單件生產(chǎn)。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率不高且容易遺漏，造成浪費(fèi)。對(duì)于M5 以下的攻螺紋，沒(méi)有加到潤(rùn)滑液的孔在攻螺紋時(shí)絲錐容易折斷、堵塞，是傳統(tǒng)的加工方式。

圖1

采用合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是硬度高、高溫承受能力強(qiáng)、生產(chǎn)效率高，無(wú)需切削液。缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高，由于鈑金零件中孔的尺寸大小繁多，需求量大，而且合金鉆頭脆性大，細(xì)長(zhǎng)孔加工容易折斷。如果是合金絲錐盲孔加工時(shí)絲錐折斷，則斷屑不易取出，零件報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)提高。

2.自動(dòng)切削液設(shè)計(jì)方案和思路

方案(1):改進(jìn)油刷對(duì)刀具上油。針對(duì)鉆床和攻絲機(jī)的特點(diǎn)，我們找來(lái)了軟管和油刷(見(jiàn)圖2)，用軟管一端纏住油刷，另一端將其固定在鐵塊上，油刷沾上油，需要時(shí)把油刷移動(dòng)到刀具上，潤(rùn)滑冷卻完畢后離開(kāi)。反復(fù)調(diào)試，效果都不太理想，切削液容易四處飛濺，還需不停地上油，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

圖2

方案(2) :更換思路，對(duì)刀具進(jìn)行“輸液”。醫(yī)院給病人輸液，液體是通過(guò)輸液袋總管，再通過(guò)液體管將液體流向病人身體內(nèi)。是否也可以給刀具來(lái)一個(gè)“輸液”?于是我們找來(lái)了輸液袋和注射器，像給病人輸液一樣把油裝進(jìn)輸液袋然后掛在高處(見(jiàn)圖3)，用支架支撐固定液體流向，使切削液可以直接流到刀具上或工件孔內(nèi)，液體的流速可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)控制，果然這樣做的效果非常好，每一滴液體剛好落在被加工孔內(nèi)，基本符合我們對(duì)自動(dòng)切削液的設(shè)計(jì)初衷。

圖3

3.生產(chǎn)中的使用效果

圖4 所示為加工零件。零件材料為1Cr18Ni9Ti，加工工藝是在已有孔的板面后點(diǎn)焊一塊2 mm 厚的不銹鋼進(jìn)行加固，然后再把孔鉆通。原來(lái)采用肥皂水利用小刷對(duì)工件表面加切削液，現(xiàn)在我們采用新辦法對(duì)零件進(jìn)行加工，為此專門(mén)設(shè)計(jì)了一輸液支架(見(jiàn)圖5)，支架的活動(dòng)支撐臂可以上下移動(dòng)和傾斜，方便切削液適應(yīng)鉆臺(tái)高度和位置的調(diào)整，還在鉆臺(tái)下面設(shè)置了一回收池，方便對(duì)液體進(jìn)行回收再利用。

圖4

圖5

鉆床主軸轉(zhuǎn)速為1400 r/min，刀具材料為W18Cr4V，鉆頭刃磨為薄板群鉆，勻速進(jìn)給。使用新方法后，通過(guò)和原方法對(duì)比，新方法加工速度比原方法提高1 倍，每一滴液體都會(huì)被充分利用，切削液的用量減少。以往一把刀具只能加工200 個(gè)孔，現(xiàn)在可以加工400 個(gè)孔左右，出乎我們的意料。