一项世界级深孔加工技术在北重集团诞生,套料

近日,中国兵器工业集团内蒙古北方重工集团公司成功研制出超长径比小口径深孔加工技术,填补了国内该技术领域空白,打破了国际垄断,也使我国在该加工领域跻身世界前列。本文带您感受全国劳模、公司所属特种机械厂员工戎鹏强攻克这项世界级技术的艰辛……

图片 1

该公司特种机械厂502车间,一台高速运转的绿皮深孔钻镗床上,深孔镗工戎鹏强正紧握已经发烫的刀杆,目不转睛地盯着一根正在打孔的实心钢棒。“这根钢管长8米,但孔径只有28毫米,加工完成后仅能放入一根大拇指!”戎鹏强自豪地说。

目前国内外机械工业,随着孔径尺寸大于φl50 EFIEFl深孔的加工比重的日益增加、加工孔的直径的增大、孔长度的增长以及被加工零件外形种类的日益增多,采用传统的实心钻孔法进行加工时,不仅加工周期长、费工费时、加工成本高,而且加工精度低。套料钻的出现为大直径深孔加工提供了一种更为有效的加工方法——深孔套料加工,即应用中空的套料钻及钻杆套钻工件,切削区为一环形带,套出的料芯位于钻杆孔中;加工时从钻杆后端输入大量具有一定压力的切削液,用来冷却切削区,再把切屑从工件内孔与钻杆外壁之问(外排屑)或钻杆内壁和料芯之间(内排屑)的环形空间中带出。1 套料钻的结构 套料钻的土要用途在于在实心材料上钻出直径很大的深孔。其优点是工效比实体钻高,所需功率仅为实体钻的以半左右,同时又能获得。根可用的芯棒,并获得直线度良好、表面光洁的深孔,是一种省料、高效、省能源、优质的深孔加工刀具。主要适用于下列几种情况: (1)工件为贵重金属材料或对芯料需进行测试和化学分析,需保留完整的芯部余料; (2)在机床功率不足或在重型非回转体工件上需钻直径较大的孔; (3)工件被加工孔长径比在1~75之间,考虑到生产效率和经济性原则可采取套料加工的办法; (4)对孔的直径和位置精度有较高的要求,孔径超过50mm的孔。 套料钻从结构上可分为单齿套料钻和多齿套料钻。1.1单齿套料钻 单齿套料钻刀头与刀体依靠凹凸槽定位,用螺钉紧固在刀体上,刀体上布置有3个导向块,以确保定位止确和加工的稳定,导向块采用燕尾式结构,用螺钉紧固,硬质合金块焊接在基座上,有时导向块上装有橡皮垫,起到减小振动、稳定加工的作用;分屑采用刃磨成阶梯状多齿套料钻,与单齿套料钻相比,具有合理选用刀片材料、径向力小、刀片焊接应力小、节省刀片材料等优点;能适应当前无高精度深孔机床而又要套料的要求;且能承受由于机床、钻杆等刚性不足和间隙所带来的振动。因此,在进行较大直径的套料加工时,常采用多齿的刀齿来实现。这种套料钻切削负荷较重,刃磨较困难,但结构简单,制造方便。1.2多齿套料钻 多齿套料钻按刀片在刀体上的吲定办式可分为焊接式、可转位机夹式以及机夹焊接刀块式三种结构形式。1.2.1焊接式套料钻 焊接式套料钻就是。种将特定形状的硬质合金片通过金属焊接吲定在刀体上,刀体与刀杆通过销钉联接的切削刀具(如图l所示)。该结构的套料钻刀片均布在到刀体的四周,且成阶梯状布置,相邻切削刃的高度差为0.3 mm,实现逐渐切入。分屑办式可采用在刀片上不同位置开分屑槽的形式。 该种结构的套料钻常采用外排屑的形式,囚为在同样排屑问隙的情况下,外排屑空问更大,而且料芯与切屑分别从内外胁层管道排出,相互影响小,当套下的料芯因自重下垂时,由钻杆内孔壁支承,不影响排屑间隙或损坏刀具;外排屑不需要专用的授油器。 焊接式套料钻的优点: (1)结构简单,制造方便,使用灵活; (2)可以根据切削条件和加工要求刃磨出所需要的形状和角度,刀片硬质合金材料利用率较充分; (3)套出的料芯直径大、能适应较高切削速度; (4)钻头采用螺纹联接装在刀杆上,这样提高刀杆利用率,提高了经济效果,降低了刀具成本; (5)有足够的强度和韧性,耐用度高,刀齿切削负荷小,排屑流畅。 焊接式套料钻的缺点: (1)套料钻加工时库存量较大; (2)同一加工工序需要的焊接式钻头数量可能比可转位钻头多3~4倍; (3)在使用过程中需要刃磨,不可避免会引起的热裂纹,降低刀具使用寿命; (4)刀具切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平; (5)当一个切削刃发生崩刃或是磨损时,整个刀头就报废了;

在常人看来,只要拥有合适的设备,给钢棒打孔在想象中和给苹果打洞应该一样简单,但顺利打通眼前这个“眼儿”,全国劳模、被同事誉为深孔镗刀王的戎鹏强却花了10年时间。这个“眼”,也让戎鹏强的鬓角染了白。

(6)由于钻头没有导向块,不适合加工大长径比的孔,钻孔过深时易于堵塞。

看着普通,这个“眼儿”其实有个学名——超长径比深孔,指生产的管体孔深长度与孔径长度之比大于100倍的圆柱孔。“利用这项技术生产出的小口径管体是大型原子裂变反应、航天、航空发射试验装置的关键零件,但由于加大难度极大、精度要求极高,让那些想做第一个吃螃蟹的人望而却步。”该厂项目负责人说。

1.2.2机夹焊接刀块式套料钻

但敢于给火炮炮管“打眼儿”的北重人没有被吓退。10年前,为开拓民品市场,该厂盯上了这个项目,承揽了一套口径28mm,长度4米左右,孔深长度与孔径长度之比超过142倍的管体。而攻克这场国家级难题的擂台就摆在了该厂“打孔第一人”戎鹏强的机床上。

机夹焊接刀块式套料钻是一种将硬质合金刀片焊接到刀块上,冉将刀块通过螺钉联接紧吲在刀体上的深孔套料加工刀具,结构如图2所示。

“后怕!”回忆起那段艰难的攻关历程,戎鹏强用这两个字作了概括。戎鹏强说,这个让他后怕的难题主要存在三个加工难点:一是由于钻孔小,因此刀杆更细长、刚性差,易造成刀头振动、钻孔易走偏,内孔直线度差、出口偏差大等问题;二是孔径小,切削液供给空间小,使切削液供给不足,造成切削热不易排散,易烧刀;三是刀杆内孔小,内排屑空间小,易排屑不畅堵塞刀杆,造成刀片崩刃、钻头断入内孔。“如果刀具卡死在打的孔内,整个活儿就报废了,一根管儿损失超过20万!”戎鹏强说。

其分屑方式是采用在切削深度力。向上分屑的方法,即通过切削刃不等高,轴向错齿分布来实现分屑。 机夹焊接刀块式套料钻的优点: (1)制造、刃磨简单,切削抗力小,工作稳定,每条切削刃进行倒角,增强了刃度强度,并延长了刀刃的使用寿命; (2)在前一把刀齿出现磨损的情况下,后一刀齿会自行切除留下的金属层,可避免产生扎刀的现象; (3)刀杆、刀头可以多次使用,节约了制造刀杆的钢材,提高了刀片利用率,刀片使用到允许的最小尺寸限度后,可以装在小一号的刀杆上继续使用,最后由刀片制造可回收再利用,降低了刀具成本; (4)切削过程当某一刀片出现崩刃时,只需重新更换新的刀块,对刀后就可使用; (5)在。定直径范豳内,一种型号的刀头可加工几种不同尺寸的深孔,提高了刀头利用率,可转位钻头能降低每孔加工成本。 机夹焊接刀块式套料钻的缺点: (1)刀片采用焊接方式焊接到刀块上,所以存在囚焊接、刃磨硬质合金所带来的加工质量问题,影响刀具的使用寿命; (2)为减小因刀块引起的切削振动,对刀块的使用材料和夹固方式有特殊要求; (3)为减少换刀时间,对刀块的尺寸和硬度有较高要求。1.2.3可转位机夹式套料钻 可转位机夹式套料钻是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片,用机械夹固的办法夹紧在加工好的刀块上,再把刀块通过机械夹固方式固定在刀体上的。种套料刀具(如图3所示)。其分屑形式采用的是径向多刃铺齿分屑的办法,类似于多刃铺齿内排屑深孔钻,这样切削刃上径向力可以得到较合理的平衡,分屑可靠。 可转位机夹式套料钻的优点: (1)当在使用过程中。个切削刃磨钝后,只要将刀片的夹紧螺钉松开后转位或更换新刀片,使新的切削刃进入工作位置,再夹紧就可以继续使用. (2)由于刀体是采用机械加吲力。式进行定位固定,因此一种型号的刀头可设计一系列刀块,可实现一种型号到头加工特定范围直径的深孔,从而提高刀头的利用率; (3)解决了传统刀具因焊接、刃磨硬质合金所带来的缺陷,提高刀具的使用寿命; (4)与前面两种形式的刀具比较,可转位机夹式套料钻在刀片安装好后,至少有胁个预先加工好的切削刃供使用,刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变,并具有相同的几何参数; (5)机械加固式避免了焊接工艺的影响和限制,更利于根据加工对象选择各种材料的刀片,并充分地发挥了其切削性能,从而提高了切削效率; (6)由于可转位刀具切削率高,辅助时间少,所以提高了工效率,而且可转位刀具的刀体可重复使用,节约了钢材和制造费用,因此其经济性。 同时,机夹式套料也带来一些的问题,由于刀片不能刃磨,这就要求刀块的加工尺寸要达到。定的精度要求,才能保证加工孔的尺寸;采用机械加的形式,对刀块及紧固螺钉的机械强度要求比较高。2 结束语 随着现代深孔加工技术的发展,特别是大直径深孔加工比重的日益增加,加工刀具将而临越来越严峻的考验。在追求高效率、最经济的现代加工业中,多品种、小批量、新型难加工工程材料及愈来愈高的加工精度要求等更多技术难火都是在刀具使用时应该注意的。 套料加工在原有传统深孔加工方法的基础上,开发出了一系列适合大直径深孔加工的套料刀具一一套料钻。该刀具所需机床的功率小,对机床的磨损低;采用环形套料,降低毛坯材料的去处率,提高了生产率;并且取出的芯棒还可以用于其它用途,对不规则和大直径工件的加工更为方便。 套料加工对于大直径深孔的加工而言是一种提高劳动生产率,降低生产成本最为有效的深孔加工方法,而套料钻作为一种省料、高效、省能源的深孔加工刀具,其必将在以后的深孔加工中有更广泛的应用。

“如何才能攻克这些难关?”“关键是找到最佳的进刀点。”戎鹏强说,为了找到这个点,手成了他最主要的武器。由于管体孔径极小,加工时根本看不到刀头在管体内的切削情况,因此,深孔镗工必须掌握一种特殊技能:用手握住刀杆,以此感应刀头的震动、切削量等情况。“手是我们深孔镗工的眼睛和耳朵。”

试制过程中,为了避免损失,戎鹏强用手紧握刀杆,时刻感应着刀体出现的异常震动情况,保持这样的动作,他一站就是一天。由于刀头高速钻动产生热量,刀杆经常烫的握不住,可忘我的投入使戎鹏强全然不觉。但这个活儿可谓“失之毫厘,差之千里”,“有时钻的很好,但可能就是一毫米的偏差,刀体震动就会出现异常,导致前功尽弃。”戎鹏强告诉记者,“干了两三天,刀头只前进一毫米是常事儿”。从头再来,成了他的家常便饭,“不抛弃,不放弃”是他的真实写照。

不记得经历了多少次的反复,凭借着手的“听”和“看”,戎鹏强终于一丝一毫地“摸索”出了钻孔的最佳点,找到了排屑的方法,通过一年半的努力,终于拿下了第一套管体,并为公司赢得了后续订单。

作为这项技术的拥有者,凭着惊人的耐心和毅力,这10年,戎鹏强已累计加工各类超长径比小口径管体近百件,加工孔深从一开始的4米增加到现在的8米,加工产品的长径比从最初的142倍增加到现在的近300倍。成绩的背后,是他付出的千百倍的努力和辛勤的汗水。

谈及攻克这项技术的原因,戎师傅说的最多的是为了不辜负公司的信任,为了企业效益好,能够多拿订单。如今,他朴素的愿望带来了不可估量的价值:该技术研制成功后,中国航天九院抛来了橄榄枝,陆续签订了一批长度8米和10米的管子合同。同时这项技术也为该公司在超深孔加工方面提供了支撑,为产品开发提供了技术保障,填补了小径深孔加工技术的国内空白,使公司深孔加工技术达到了国际领先水平。 来源:兵工集团网站

本文由皇家赌场网址hj9292发布于hj9292,转载请注明出处:一项世界级深孔加工技术在北重集团诞生,套料

您可能还会对下面的文章感兴趣: