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【问题解答】深孔加工在汽车发动机生产中的应用

浏览次数:64505/05/2021  

  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:


  •钻头刚性差、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。


  喷吸钻由钻头、内杆、外杆、减振座、连接器等组成。钻头靠螺纹连接在外杆上。加工时高压切削液由连

接器侧面进入,一部分沿内外钻杆间隙喷入工作区,流经钻头各切削面后顺钻头端面孔返回内杆;另一部分沿

内杆导流槽喷入排屑管,利用这个喷射效应在内杆后端建立一个半真空区,由此产生负压喷吸效应,将钻头区

的切削液连同切屑沿内杆吸出,经排屑口排出。喷吸钻需要专用的切削液供给系统,高压切削液在工作循环中

起到了润滑、冷却和强制排屑的作用。


  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很有性价比的选择。


  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。


  枪钻通常用于专用设备。近些年由于加工中心的冷却系统的进步,可提供高达80bar的内冷压力,使得枪钻

在加工中心上的应用也越来越普遍。


  整体硬质合金麻花深孔钻


  为了进一步提高深孔加工效率,各个刀具生产商积极开发新型整体硬质合金麻花深孔钻。整体硬质合金麻

花深孔钻与枪钻相比具有刚性好、排屑优异、切削效率高等优点,在汽车行业的缸体、缸盖和曲轴加工中大有

取而代之之势。




  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。


  总之,客户应针对深孔加工的特点,并结合自身的实际加工条件,有针对性地对选择深孔钻头类型并与刀

具生产商合作对钻头参数及切削参数进行优化,完全可以控制深孔加工过程,保证生产的顺利进行,获得良好

的效益。

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