張新?！±畛x　劉鐵鋒

摘 要 通過分析用普通鉆床在高硬度鎢合金上鉆 0.4～ 1.5深孔、平底孔中出現(xiàn)的問題，對鉆頭斷裂及冷卻問題進行改進，保證工件的精度。

關(guān)鍵詞 高硬度鎢合金 鉆頭斷裂及冷卻問題 小孔和微孔

中圖分類號：TG506.5文獻標識碼：A

0引言

公司某產(chǎn)品需要在高硬度、高強度鎢合金材料上加工 0.4mm、 0.8mm、 1.0mm、 1.2mm、 1.5mm深度5～10 mm的平底孔?？紤]到加工成本和現(xiàn)有設(shè)備狀況等問題，最終考慮人工使用普通鉆床來加工小孔和微孔。

1問題分析

根據(jù)標準查詢：孔徑在 1～ 3屬于小孔加工;孔徑在 1以下屬于微孔加工。微孔加工比小孔要難加工，更何況是平底孔，加工難度更加增大，因此在加工中存在以下幾點問題。

（1）現(xiàn)有的設(shè)備精度達不到;

（2）排屑困難，孔小且鉆頭細，稍有不慎鉆頭容易折斷;

（3）孔小，切削液很難注入到孔里，冷卻不及時導(dǎo)致鉆頭斷裂;

（4）加工產(chǎn)品材料為高硬度鎢合金，刀具磨損較為嚴重，耐用度低，且刀具直徑小，刃磨困難，同時刃磨的頂角偏差造成切削力和扭矩的不平衡，使鉆頭鉆孔走偏，也可能導(dǎo)致鉆頭折斷，尤其是平底孔時，鉆頭刃部切削時，受力不均勻很容易出現(xiàn)鉆頭折斷;

（5）小孔操作時需要高度精力集中，極易疲勞，操作者精力不集中也會造成鉆頭折斷。

2解決方案

（1）現(xiàn)有的設(shè)備精度達不到;小孔和微孔加工要求機床剛性要好，加工中切削條件微弱的變化極易使鉆頭折斷，因此要求主軸回轉(zhuǎn)精度要高，運動要平穩(wěn)。為此我們對現(xiàn)有設(shè)備的主軸回轉(zhuǎn)精度進行測量，最好的能達到0.02mm，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到4100r/min時，鉆頭就容易斷裂。為此，我們對鉆床Z512B-1進行維修、保養(yǎng)，使得主軸回轉(zhuǎn)精度控制在0.005以內(nèi)，同時更換高精度鉆夾。

（2）排屑困難，孔小且鉆頭細，稍有不慎鉆頭容易折斷;小孔加工鉆頭小，排屑條件十分惡劣，切屑不易排出，容易造成堵塞，也會使鉆頭折斷。為此我們不斷摸索，通過以下幾種方式來降低鉆頭斷裂。

①通過調(diào)整機床轉(zhuǎn)速和鉆頭進給量加工，同時對小孔和微孔加工總結(jié)出一定的規(guī)律。

②鉆頭的選用;高速鋼鉆頭耐磨性差，已不適應(yīng)高速鉆孔的需求。我們通常選用含鈷不銹鋼麻花鉆，相對于普通高速鋼的麻花鉆，擁有更高的硬度和更高的精度。產(chǎn)品材料為高硬度鎢合金，為此，我們選用山特維克可樂滿生產(chǎn)的超高速涂層鉆頭，其材料為GC4234，特點是：硬度高、耐磨損、排屑方便。

③平底孔刀具選用;對鉆頭進行修磨后加工平底盲孔，鉆頭根部切削受力不均勻，也容易出現(xiàn)鉆頭斷裂現(xiàn)象。為此我們大膽選用合金銑刀對平底盲孔根部進行加工，從而保證了產(chǎn)品的深度和尺寸要求。

（3）孔小，切削液很難注入到孔里，冷卻不及時導(dǎo)致鉆頭斷裂;小孔和微孔都比較特殊，因此冷卻液很難注入到孔內(nèi)，起到冷卻的效果。同時由于轉(zhuǎn)速較高，冷卻不及時也會鉆頭過燒而降低耐用度。為此，我們通過選擇合適的冷卻液和冷卻時冷卻液工作壓力、流量來防止鉆頭斷裂。

①冷卻液的選用;

通過性價比對比后，我們最后選用了第二種（蓖麻油）進行潤滑，潤滑效果達到了預(yù)期的目標。

②冷卻工作壓力、流量的選用;

通過上述圖表，加之我們不斷試驗，最終確定在10MPa工作壓力和流量10L/min時效果最佳。

（4）產(chǎn)品材料為高硬度鎢合金，刀具磨損較為嚴重，耐用度低，且刀具直徑小，刃磨困難，同時刃磨的頂角偏差會造成切削力和扭矩的不平衡，嚴重情況下導(dǎo)致鉆頭折斷。為此，我們經(jīng)過多次試驗后確定在4100r/min的轉(zhuǎn)速下鉆頭的各幾何參數(shù)為：頂角120啊？25埃蠼？??？0啊M北匭朧褂？0倍以上的顯微鏡，用粒度270#～350#金剛石砂輪刃磨鉆頭。

（5）小孔操作時需要高度精力集中，極易疲勞。操作者精力不集中也會造成鉆頭折斷。小孔的進給量只靠操作者的手感來控制是很困難的，因為進給量和軸向力難以均衡，稍有不慎就會因軸向力巨增而使鉆頭折斷。鉆小孔時，采用手動進給，操作者必須具備良好的心理素質(zhì)。因為小孔加工一般是產(chǎn)品機械加工的最后工序，若操作者因心急、反應(yīng)遲鈍、手感喪失等都會造成產(chǎn)品報廢;所以在進給過程中，需要時刻觀察切削變化情況，并通過手感隨時調(diào)整。由于小鉆頭細長，剛性較差，所以在開始鉆削前采用中心鉆點窩或者樣沖點窩，中心鉆孔徑略小于鉆頭直徑。注意在開始時鉆頭伸出鉆夾頭的長度要較短，等鉆進一段距離后再逐步伸出，這樣繼續(xù)進給，小鉆頭在鉆削時就不會產(chǎn)生很大彎曲而影響產(chǎn)品質(zhì)量。鉆削過程中，鉆頭應(yīng)從孔中反復(fù)多次退出（一般進給2s就要及時退鉆），目的是便于排屑。每次退鉆后一定要把鉆頭上的切屑清除干凈后再鉆入，因為積屑過多會使小鉆頭的切削扭矩突然增大而折斷。在退鉆時必須添加冷卻液以防鉆頭過燒而降低耐用度。

3結(jié)束語

采用普通臺式鉆床加工，通過手工刃磨鉆頭，更換冷卻液等措施，能夠快速的解決小孔、微孔加工難的問題，保證了小孔和微孔的加工深度和精度，降低加工成本的同時保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)進度。

參考文獻

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