WMEM |发动机深孔加工技术

近年来，中国东部的一家工厂自主研发了一种低油耗，强劲动力和高可靠性的重型柴油发动机。受到用户的喜爱。气缸体中有许多深孔，用于冷却水通道或润滑油通道。底面φ26mm×275mm是其中之一。为了提高设备利用率，降低投资成本，在设计方案时放弃了传统的专用机床方案，而是采用德国进口的格劳博（格劳伯）高速加工中心进行加工。但是，经常出现可修复磨床寿命低，刀具破损率高的问题。 1.加工条件加工设备：德国GROBG700加工中心枪钻：φ26mm×546mm的单刃焊枪钻：GUHRINGHSK100-A侧面固定锁定切削液：FUCHS水溶性乳液ECOCOOL68CF2W，乳液浓度：8-10％内部冷却流动压力：75L / min，4MPa切削参数：底油孔，孔直径26mm，孔深275mm，速度1041r / min，线速度85m / min，进给速度240mm / min，每齿进给速度0.23mm2。实际使用中的问题生产线投产后，为了确保这种深孔加工质量的稳定性，在德国生产了枪钻工具。但是，在实际使用中，经常会出现诸如崩刃和刀片断裂（见图2）之类的问题，从而导致工具磨损和零件报废。通过计算该工具在过去六个月中的使用情况，发现：总共使用了230次枪，同时工具被打断了15次，工具破损率达到6.4％，异常工具损失达到数万元。另外，为了减轻发动机的重量，气缸体采用了精细的薄壁铸造工艺。经测量，加工后深油孔的厚度小于5mm。因此，在发生断刀之后，由于铁屑和硬质合金刀尖而易于挤压。孔壁被破坏，然后整个气缸体被报废。在过去的六个月中，共造成6件工业废物。 3.原因分析在安排技术人员分析和检查刀具寿命和异常刀具破损后，同时通过机床主轴监控系统，分析加工进度状况，进一步分析调查原因。深油孔加工破损工具，主要用于：（1）枪钻的锋利边缘严重磨损。在对更换后的枪钻进行调查后，发现枪钻的主切削刃，侧刃和侧面磨损相对较严重，轴向磨损量超过2mm，这增加了枪钻钻孔过程中的切削阻力刀危险。喷枪钻头的磨损很严重，并且与缺少喷枪钻头的涂层有很大关系。缺乏涂层将隔离并保护刀头的硬质合金基体免于磨损，并且其磨损将迅速加速。枪钻需要通过刀头和枪身进行焊接，并且两种材料的高温变形不同，这决定了它们在精细研磨后无法执行涂覆过程。 （2）排屑不良。在分析和检查机床设备监控系统的数据时，根据工具放置图发现机床的内部冷却流量/压力为：75L / min，4MPa，但内部冷却已超过20次在过去的六个月中出现高压警报，并伴随此警报消息。此后，将出现主轴负载警报和断刀。在进一步分析机床主轴的载荷曲线，并比较正常加工和破碎零件的载荷监测曲线后（见图3），正常加工的工作主轴载荷高达上下的35-55％。新工具的震动范围。整个加工过程是一条线性的均匀变化曲线。前后两个工件之间的波动小于5％，并且当内部冷却受阻时，损坏的工具零件的负载监控图将继续增加。通常，当达到70％时，将焊接枪钻头。零件将被扭曲。在此过程中s，负载将在45-70％的范围内上下波动，并且波动将达到25％。破碎刀的工件孔中的许多铁屑也已证实，切屑清除不顺畅，并且存在铁屑堵塞现象是造成刀破损的主要原因之一。 4.优化和改进计划对于上述研究，在切削刃上没有涂层保护，并且在加工过程中存在切屑阻塞问题。确定方向和后续改进优化措施的主要原因有两个：（1）改善排屑功能。增加内部冷却压力或流速后，切屑清除功能得到改善。 （2）增加刀具的耐磨性。在不能改善刀具的原料的条件下，进行涂覆工艺。 （3）加强小腿的力量。使用强度更高的工具栏可提高枪钻的刚度，并避免在加工过程中工具栏开裂。 （4）提高断屑效果。优化尖端方法并更改铁屑的形状，使其更方便排屑。同时，改善了排屑功能计划。如果内部冷却压力增加到6MPa，则需要更换螺杆泵，成本更高。因此，考虑通过改善工具结构来提高切屑去除效果。 5.工具实验过程测试工具到位后，立即安排工具实验。在第一次根据原始参数和寿命测试之后，通常会达到原始的强制换刀寿命，并进行极限寿命测试以进一步挖掘工具的潜力。从实验结果看，刀具寿命已有一定程度的提高。新型分度刀的特点如下：（1）刀杆采用高强度合金钢代替普通钢管，强度提高了50％。 （2）选择两段30mm磨削的高精度硬质合金导杆，在加工过程中要坚持工具的支撑和平衡，并采用导杆进行后续的自导加工，以确保深孔具有良好的孔径和平直度。 （3）选择三个带有复合TiAlN涂层和断屑槽的可转位刀片来形成主切削刃，它具有更好的耐磨性和交错的齿排列。与原始枪钻相比，26mm的铁屑被分为6个部分。在这4个部分中，铁屑更短，并且刀片前部有有限的断屑器，这更有利于去除切屑。 6.继续改进实验成功后，继续分析和研究刀片微塌陷的异常情况。深孔的中心有一个φ10mm的互穿孔，而底部有一个通孔。孔和单面切削冲击，在优化了NC程序后，采用分段进给。在对使用后的刀片进行调查后，发现刀片故障模式是正常的。