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加工汽车零部件复杂轴类零件的钻头试验研究

2017年12月11日10:10
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       整体硬质合金钻头在带齿的轴上钻深孔时由于切削过程中切削力变化复杂,导致钻头寿命降低,严重时钻头会发生折断。分析实际加工条件的不同特征后,修改原有钻头,设计不同形式的钻头适应不同加工设备。实验表明,新型钻头可延长刀具寿命1.5倍,解决钻头的缠屑等问题,提高了加工效率。


      整体硬质合金钻头在加工带齿的轴上钻深孔时,初始切削及最后钻通孔时钻头受力不均匀,切削引起的振动使钻头非正常切削折断。本文所涉及的轴类零件中有压制衬套而且衬套中带芯的复合加材料。由于被加工材质不同(分三种材料)、加工孔较深时,排屑直接影响被加工孔的质量及钻头的寿命。加工此类零件的钻头存在切削寿命短、或有发生折断的现象,是公司整体硬质合金钻头生产面临的两个急需解决的问题。


      结合某汽车零部件制造公司在加工复杂的轴类零件时遇到的具体情况,分析现场的具体加工条件后改进钻尖,针对不同的加工设备设计对应完全不同设计参数的钻尖形式,经过现场试验,钻头达到了同类进口钻头的性能和预期寿命。


      本文通过介绍工件具体加工实况,分析原有钻头的磨损情况,找到导致钻头加工中不稳定性的主要原因,通过几次改进设计后钻头达到了预期的目的。被加工材质比较复杂,受现场加工设备的限制,在切削加工中容易造成钻头的刃带严重磨损,刃带磨损后导致排屑困难,排屑不畅使钻头大部分从柄部直接断裂的原因。原来使用的钻头在加工零件个数100-150个孔时因磨损不能继续使用。


      现场使用钻头的失效形式主要有两种:一种是正常的磨损;另一种是钻头在切削过程中非正常直接断裂,而且据现场统计,此类非正常断裂的失效形式占近20%。经试验证明:改进后的钻头能够加工200-250多个孔,有的甚至可以加工300多个孔,同时解决了加工中时常断裂的问题,钻头寿命延长了1.5倍多。


      1、试验条件


      某汽车厂零部件生产公司在加工同类型的复杂轴类零件时使用的机床分两种,一种是老式的专机机床,切削条件不好,冷却条件差;另一种是国内某机床厂生产的带内冷装置的数控机床,生产工况相对较好,但实验过程中也发现了一些不足之处。


      为适应现场两种机床,设计出不同类型的整体硬质合金钻头以适应不同类型的机床。图1所示为专机上设计的非内冷整体硬质合金钻头。图2所示为内冷机床设计的带内冷孔的整体硬质合金钻头。钻头的基本设计参数见表1和表2,现场各加工情况见表3和表4,被加工零件如图3、图4所示。

 

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