涂层枪钻在液压阀板零件深孔加工中的应用

　　枪钻涂层后，枪钻的支撑圆弧面对孔壁的挤压效果增强，又因为刀具许用转速的提高，使铁屑长度变短，排屑更加流畅，软材料的深孔加工获得了满意的加工质量，我们通过案例来验证一下。

　　液压阀板，是工程自卸车上的重要液压零部件。该零件上有相互垂直的两个ϕ16mm过油孔，这两个过油孔的深孔加工是该零件最关键的工序。

　　液压阀板的材料为45钢，钻孔前热处理硬度为HB180。

　　深孔钻床做为半精加工，按工艺要求，必须将孔径尺寸的一致性控制在ϕ15.94±0.015mm，孔粗糙度小于Ra1.6，为随后的精加工桁磨做工艺准备。

　　最初加工状态如下：

　　机床采用数控深孔钻床ZK2120×4/300，一次装夹四件工件。刀具采用国产硬质合金枪钻。

　　加工参数：钻头转速：1500r/min，进给量：0.03mm/r，油泵压力为4MPa。

　　加工一组工件后，检测四个工件：发现孔径尺寸分别为：ϕ15.95、ϕ15.96、ϕ15.93、ϕ15.96，有两个工件的孔径尺寸超差。更为严重的是，内孔的粗糙度较差，并且有不规则的沟槽。后经分析，沟槽为铁屑在孔壁的划痕。经后道工序桁磨实验，沟槽较深，无法桁磨消除。又加工几组工件，情况类似。后又改变刀具角度，增大油泵压力，加工状况均无明显改善，不能满足加工要求。

　　随后，为了排除刀具因素，更换了枪钻厂家，采用进口山特维克硬质合金枪钻，其他加工参数同上。加工结果孔径尺寸和粗糙度与国产枪钻相比均有不同程度的提高。但批量生产仍有30%左右的工件孔径尺寸超差，另外，孔壁依然会间断出现划痕，造成约35%的工件因划痕太深无法桁磨。

　　我们将工件钻孔前的热处理硬度提高至HB220左右，同样采用上述加工参数，深孔加工孔径尺寸可以控制在ϕ15.94±0.013mm，粗糙度Ra1.6，孔壁划痕大量减少。完全可以满足后道桁磨工序要求。经分析，造成孔径尺寸及粗糙度超差，最主要的原因是工件材料硬度太低。深孔加工时，工件对刀具的支撑不够，造成孔径尺寸不稳定；并且，因为工件材料硬度低，铁屑很容易在孔壁划出划痕。

　　但是，提高工件材料热处理硬度，会增加一笔不小的热处理费用。并且，因工件硬度提高，刀具磨损加大，也造成加工成本的上升。所以，提高材料硬度并不是最优解决方案。

　　针对材料偏软的情况，我们将枪钻的硬质合金钻头做涂层处理。涂层材料为TiN，涂层厚度2um。涂层枪钻与普通枪钻相比成本增加有限。

　　加工参数：钻头转速：1680r/min，进给量：0.035mm/r，油泵压力为4MPa。加工一组工件后，经检测，四个工件：孔径尺寸分别为ϕ15.945、ϕ15.95、ϕ15.94、ϕ15.945，内孔粗糙度Ra0.8～Ra1.6。内孔的铁屑划痕几乎消失，加工效果非常理想。又连续加工几组，加工状态非常稳定。

　　经大批量加工试验，涂层刀具寿命较未涂层的普通刀具延长50%左右，降低了加工成本。更重要的是，加工质量大大提高，完全可以满足加工要求。

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