段艷君 趙安赟 王曉峰 劉楊

摘要：深錐臺階孔加工一般采用是固定鏜刀（尖刀）推鏜錐孔的工藝方法，加工后的深錐臺階孔經(jīng)常出現(xiàn)同軸度超差、過渡錐接刀臺、孔尺寸超差等不符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度要求的情況，針對該問題，提出了深錐臺階孔浮動(dòng)鏜削的工藝方案，通過浮動(dòng)鏜削工藝方案的實(shí)施，完成了工藝試件鏜削試驗(yàn)和工藝樣件工藝驗(yàn)證，實(shí)踐證明深錐臺階孔浮動(dòng)鏜削方法能得到較高的同軸度精度和過渡錐平滑過渡的加工效果。

關(guān)鍵詞：中口徑；深錐孔；浮動(dòng)鏜削

某深孔產(chǎn)品，其身管材料為高強(qiáng)韌鋼，自緊前內(nèi)膛狀態(tài)為深錐臺階孔；該深孔產(chǎn)品研制初期，采用是固定鏜刀（尖刀）推鏜錐孔的方法，但其加工精度不能滿足身管自緊前設(shè)計(jì)精度要求，為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度要求，解決深錐臺階孔加工的難題，依據(jù)浮動(dòng)鏜削特性，制定了深錐臺階孔浮動(dòng)鏜削的工藝方案。

1主要技術(shù)指標(biāo)

通孔d1+0.1 0mm，臺階孔d2+0.1 0mm，臺階孔深度Lmm，過渡錐角度α，同軸度0.2mm，粗糙度Ra3.2um。自緊前內(nèi)膛結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2浮動(dòng)鏜削工藝方案設(shè)計(jì)

2.1工藝分析

2.1.1固定鏜刀（尖刀）鏜削特性分析

能校正已有孔上的缺陷，獲得良好的直線度精度和表面粗糙度，但鏜削過程中，受工件同截面材料硬度分布不均、機(jī)床精度、刀具磨損程度等諸多因素影響，鏜孔軸線偏差是不可克服的加工缺陷，因此深孔固定鏜刀鏜削出口偏差或臺階孔同軸度加工誤差是工藝性問題。

2.1.2深孔浮動(dòng)鏜削特性分析

浮動(dòng)鏜刀安裝在浮動(dòng)鏜刀體的長方刀槽孔中，并可在方孔中自由滑動(dòng)；在切削過程中，浮動(dòng)鏜刀靠相對的兩個(gè)切削刃上的徑向分力自動(dòng)對中；鏜削開始時(shí)，被加工孔的軸線往往與浮動(dòng)鏜刀對稱中心不重合，徑向力大的一側(cè)將克服浮動(dòng)鏜刀與浮動(dòng)鏜刀體長方孔之間的摩擦力，向徑向力小的一側(cè)滑動(dòng)；隨著進(jìn)給深度的增大，浮動(dòng)鏜刀的切削錐全部進(jìn)入孔內(nèi)，兩刀刃徑向力逐漸平衡，至浮動(dòng)鏜刀全部切入后，兩刀刃上的徑向力在理論上完全抵消，達(dá)到孔軸線與浮動(dòng)鏜刀對稱中心重合；浮動(dòng)鏜孔可以減小或消除由于刀具旋轉(zhuǎn)軸線與被加工孔軸線不重合以及刀桿徑向跳動(dòng)所引起的加工誤差，可以提高孔徑尺寸精度、圓度和控制軸線偏差。

基于深孔浮動(dòng)鏜削特性，該產(chǎn)品自緊前內(nèi)孔采用浮動(dòng)鏜削工藝方案合理。

2.2浮動(dòng)鏜削工藝方案

2.2.1鏜削流程

精鏜通孔成d1 mm→第一次推鏜臺階孔成（d1+2.5）mm，深度（L-10）mm→第二次推鏜臺階孔成（d1+5） mm，深度（L-5）mm→第三次推鏜臺階孔成d2mm，深度Lmm，過渡錐成型。

2.2.2工裝設(shè)計(jì)

浮動(dòng)鏜刀如圖2所示；后角檢測樣板如圖3所示，用于測量浮動(dòng)鏜刀后角；錐度浮動(dòng)鏜刀如圖4所示，用于加工過渡錐孔；同軸度量規(guī)如圖5所示，用于檢測臺階孔同軸度。

3試件工藝試驗(yàn)

3.1試驗(yàn)條件

設(shè)備：深孔鏜床；

主要工裝：精鏜刀體、浮動(dòng)鏜刀、后角檢測樣板、錐度浮動(dòng)鏜刀、同軸度量規(guī)；

切削液：硫化油；

試件：材料超高強(qiáng)韌鋼（屈服強(qiáng)度Rps≥1350MPa），規(guī)格長度3000mm、外徑φ205mm，內(nèi)孔φ80mm。

3.2工藝試驗(yàn)過程

工件裝夾找正：將試件裝夾在深孔鉆鏜床上，以內(nèi)孔找正，其跳動(dòng)小于0.3mm，并夾緊。

主要切削參數(shù)：主要切削參數(shù)見表1。

3.3試件檢測結(jié)果

試件檢測結(jié)果見表2。

3.4浮動(dòng)鏜刀磨損情況分析

浮動(dòng)鏜刀使用后切削刃磨損情況如圖6所示，錐度浮動(dòng)鏜刀使用后切削刃磨損情況如圖7所示。

結(jié)論：目測觀察浮動(dòng)鏜刀切削刃無明顯磨損，說明其鏜刀片結(jié)構(gòu)及切削刃幾何參數(shù)設(shè)計(jì)合理。

3.5試件工藝試驗(yàn)結(jié)果

通過試件鏜削工藝試驗(yàn)，其加工精度滿足技術(shù)指標(biāo)要求，說明工藝方案可行，切削參數(shù)及工藝方法可以用于樣件工藝驗(yàn)證。

4樣件工藝驗(yàn)證

4.1試驗(yàn)條件

設(shè)備、工裝、切削液與試件鏜削試驗(yàn)相同；樣件為直徑105的深孔產(chǎn)品（屈服強(qiáng)度Rp0.2=1357～1373MPa）。

4.2工藝驗(yàn)證過程

樣件裝夾方式、主要切削參數(shù)與試件相同。

4.3樣件檢測結(jié)果

試件檢測結(jié)果見表3。

4.4浮動(dòng)鏜刀磨損情況分析

目測觀察浮動(dòng)鏜刀切削刃無明顯磨損，說明浮動(dòng)鏜刀有較好的耐用度，能滿足深臺階孔加工性能要求。

4.5樣件工藝驗(yàn)證結(jié)果

在與試件試驗(yàn)條件、裝夾方式、主要切削參數(shù)相同的情況下，進(jìn)行了樣件工藝驗(yàn)證，樣件檢測結(jié)果符合技術(shù)指標(biāo)要求，刀具磨損正常，進(jìn)一步說明浮動(dòng)鏜削工藝方案可行、切削參數(shù)合理。

5結(jié)語

針對某深孔產(chǎn)品在預(yù)研過程中存在的問題，通過深孔鏜削工藝分析，確定了深錐臺階孔浮動(dòng)鏜削工藝方案，經(jīng)試件工藝試驗(yàn)和樣件工藝驗(yàn)證，證明浮動(dòng)鏜削工藝方案合理、可行，能解決原工藝方法出現(xiàn)的同軸度超差、過渡錐接刀臺、孔尺寸超差的問題，研制出了中口徑深錐臺階孔鏜削技術(shù)，為該產(chǎn)品后續(xù)定型批生產(chǎn)儲(chǔ)備了工藝技術(shù)。

（作者簡介：段艷君，內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司工程師；趙安赟，陸軍裝備部駐包頭地區(qū)第二軍事代表室助理工程師；王曉峰，內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司工程師；劉楊，陸軍裝備部駐錦州地區(qū)軍事代表室工程師）