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汽车发动机生产中的深孔加工
时间: 2015-10-10 来源: 未知 作者: 刘伟 点击:
深孔加工一般是指孔的长径比大于10倍的孔加工。在汽车行业的发动机生产中经常会遇到深孔加工，如缸体、缸盖中的主油孔，曲轴和连杆油孔的深孔加工。这些深孔加工正是生产中的难点和瓶颈工序。
深孔加工常常具备以下特点：
?刚性差、强度低，切削时易产生振动；
?切屑排除困难，容易发生切屑堵塞；
?在深孔的加工过程中难以监控；
?孔的直线度和表面质量难以控制；
?经常发生断刀而报废工件。
常见的深孔加工方法
喷吸钻
喷吸钻是一种高效、高精度的孔加工方法，广泛应用于直径20~180mm的孔加工。
喷吸钻钻头通常采用可转位硬质合金刀片，在钻头直径部分带有硬质合金导向与支撑垫块，用以平衡由不对称的切削刃产生的径向力，并对孔壁起导向与修光作用，提高了孔的表面质量。
喷吸钻可以实现高速切削，切削速度可达80-150m/min，因此可获得高的切削效率：孔加工精度可达IT7-9级，粗糙度一般可达Ra1.6。由于充分的冷却润滑可减慢钻头的磨损，因此加工大批量孔时也可保持精度的稳定性。
由于喷吸钻的结构复杂，制造精度高，使用成本相对较高。但如果深孔直径较大，精度要求高，加工数量巨大时，采用喷吸钻技术无疑是最具性价比的选择。
枪钻
枪钻由于用来加工“枪管”而得名。一般适用于加工直径为Φ2~Φ20mm的小径深孔加工。枪钻所加工孔具有直线性高、孔口毛刺小的优点。被加工工件的表面粗糙度可达Ra0.4~0.8，孔径精度为IT6-8级。枪钻由枪头、钻杆和钻柄三部分组成。随着硬质合金生产技术的进步，目前也可以在巿场上看到整体硬质合金枪钻。枪头是枪钻最重要的部分，通常由硬质合金制成。为保证被加工孔的精度，在枪头圆周部分设计有导向刃带，在导向孔的引导下，一次进刀就可以加工出高精度的孔。不同的刃带组合适合钢、铸铁或铝合金等材料的加工。
枪钻往往做成单刃单槽的形式，在使用中必然影响切削效率，即使提高切削速度，进给速度也很难有大的突破。为解决这一矛盾，目前双刃双槽结构的枪钻也有了较大发展。
整体硬质合金麻花深孔钻
整体硬质合金麻花深孔钻在设计与制造过程中一般须注意：
?整体硬质合金棒料的选择，需要高韧性细晶粒牌号；
?内冷螺旋角选择，内冷15°，30°，40°均可，但需要根据不同的加工条件进行优选；
?刃带的重新设计，需考虑双刃带的几何参数及分布，以适应存在交叉空的工况；
?槽形的优化设计，在保证强度的前提下，应保证充足的容屑空间；
?刃形的优化，需与槽形配合有利于形成较小的、易于控制的切屑，保证在钻削工程中的状态稳定。
?定心能力强，孔的直线度高；
?优化的槽形，根据被加工材料不同进行差异化设计，排屑能力强。例如球墨铸铁的切屑的摩擦系数是合金钢1.8倍，是灰铸铁的2倍，必须进行差异化设计；
?切削刃经过精磨，预防早期崩口，延长了刀具寿命；
?高性能的超H涂层，可承受高的切削速度和进给量，实现高效加工。
加工实例
工件名称：曲轴
工件材质：球墨铸铁750
类型：德国某品牌曲轴专机
主轴类型：HSK50
冷却形式：油雾微量润滑
钻头类型：PF-G841-Q
钻头规格：D4.5x109x150xSD6
切削参数：S5000 F500
加工说明：孔深70mm，4孔/件
深孔加工常常具备以下特点：
?刚性差、强度低，切削时易产生振动；
?切屑排除困难，容易发生切屑堵塞；
?在深孔的加工过程中难以监控；
?孔的直线度和表面质量难以控制；
?经常发生断刀而报废工件。
常见的深孔加工方法
喷吸钻
喷吸钻是一种高效、高精度的孔加工方法，广泛应用于直径20~180mm的孔加工。
左：喷吸钻设备；右：SANDVIK的T-MAX系列
喷吸钻钻头通常采用可转位硬质合金刀片，在钻头直径部分带有硬质合金导向与支撑垫块，用以平衡由不对称的切削刃产生的径向力，并对孔壁起导向与修光作用，提高了孔的表面质量。
喷吸钻可以实现高速切削，切削速度可达80-150m/min，因此可获得高的切削效率：孔加工精度可达IT7-9级，粗糙度一般可达Ra1.6。由于充分的冷却润滑可减慢钻头的磨损，因此加工大批量孔时也可保持精度的稳定性。
由于喷吸钻的结构复杂，制造精度高，使用成本相对较高。但如果深孔直径较大，精度要求高，加工数量巨大时，采用喷吸钻技术无疑是最具性价比的选择。
枪钻
枪钻由于用来加工“枪管”而得名。一般适用于加工直径为Φ2~Φ20mm的小径深孔加工。枪钻所加工孔具有直线性高、孔口毛刺小的优点。被加工工件的表面粗糙度可达Ra0.4~0.8，孔径精度为IT6-8级。枪钻由枪头、钻杆和钻柄三部分组成。随着硬质合金生产技术的进步，目前也可以在巿场上看到整体硬质合金枪钻。枪头是枪钻最重要的部分，通常由硬质合金制成。为保证被加工孔的精度，在枪头圆周部分设计有导向刃带，在导向孔的引导下，一次进刀就可以加工出高精度的孔。不同的刃带组合适合钢、铸铁或铝合金等材料的加工。
枪钻往往做成单刃单槽的形式，在使用中必然影响切削效率，即使提高切削速度，进给速度也很难有大的突破。为解决这一矛盾，目前双刃双槽结构的枪钻也有了较大发展。
卧式加工中心上的枪钻
整体硬质合金麻花深孔钻
发动机缸体主油孔加工
整体硬质合金麻花深孔钻在设计与制造过程中一般须注意：
?整体硬质合金棒料的选择，需要高韧性细晶粒牌号；
?内冷螺旋角选择，内冷15°，30°，40°均可，但需要根据不同的加工条件进行优选；
?刃带的重新设计，需考虑双刃带的几何参数及分布，以适应存在交叉空的工况；
?槽形的优化设计，在保证强度的前提下，应保证充足的容屑空间；
?刃形的优化，需与槽形配合有利于形成较小的、易于控制的切屑，保证在钻削工程中的状态稳定。
阿诺刀具适合不同加工条件的汽车深孔钻系列
?定心能力强，孔的直线度高；
?优化的槽形，根据被加工材料不同进行差异化设计，排屑能力强。例如球墨铸铁的切屑的摩擦系数是合金钢1.8倍，是灰铸铁的2倍，必须进行差异化设计；
?切削刃经过精磨，预防早期崩口，延长了刀具寿命；
?高性能的超H涂层，可承受高的切削速度和进给量，实现高效加工。
加工实例
工件名称：曲轴
工件材质：球墨铸铁750
类型：德国某品牌曲轴专机
主轴类型：HSK50
冷却形式：油雾微量润滑
钻头类型：PF-G841-Q
钻头规格：D4.5x109x150xSD6
切削参数：S5000 F500
加工说明：孔深70mm，4孔/件
整体硬质合金麻花深孔钻在曲轴加工中的应用
ARTIS监控状态
