多孔槽块镗削工艺

1.零件加工技术要求及试加工存在的问题

图1所示为某型船用柴油机多孔槽块零件，材料为40Cr2MoV，毛坯为锻造成形。零件整体为长方体，正面中间开槽，长137mm、宽30mm、深15mm，侧面贯穿4个φ20mm圆孔。从零件图标注和技术要求上看，中间槽和4个圆孔的尺寸公差和形位公差要求比较严格，在加工过程中需重点保证和关注。零件试加工时，在对锻造毛坯进行有效热处理后，采用粗、精铣六面体→粗、精铣凹槽→钻孔→镗孔→磨平面的加工工艺路线，经检验，4个圆孔均出现尺寸和形位公差超差现象，中间槽的内表面粗糙度和平面度也都无法满足技术要求。

经分析，零件试加工所选择的加工工艺路线有如下缺陷：粗、精铣凹槽后再钻孔、镗孔，易造成凹槽两侧孔同轴度超差，同时易破坏凹槽的内表面粗糙度和平面度，再加之工件的定位夹紧和镗削步骤等方面都存在不足，所以造成产品不合格，为此对零件的加工路线和加工工艺进行改进。

2.镗削路线的选择

工件如批量生产，可按附表所示分散工序的加工路线。单件加工应采用集中工序的加工路线，平面的铣削和孔的钻削均由镗床加工完成。

由于在镗削φ20mm孔凹槽部位时，缺圆孔使刀具往上偏，造成孔精度变差，甚至无法加工，故在工艺上常采用以下两种加工方法。

图1 多孔槽块零件

多孔槽块加工工艺路线表

（1）粗、精铣六面后，钻4个φ16mm孔，然后铣30mm宽凹槽，最后镗4个孔至φ20mm。这样安排工艺路线，铣削槽面时刚性较好，但镗孔时，在孔后端应增设墙板，以加强镗缺圆孔时的工艺系统刚性。但墙板的校正以及在镗削中背吃刀量调整等都比较复杂。

（2）粗、精铣六面后，钻、半精镗，精镗4个φ20mm孔，然后铣削30mm宽槽面。这样在工艺路线上不存在孔的缺圆加工，孔的圆度、圆柱度精度都可得到保证。最后铣槽面时，因工艺刚性较差，必须细心，缓缓地进刀，特别是接近孔中心时，应防止铣削面变形使孔精度下降。

3.镗削加工中定位面选择及工件夹紧

粗铣以工件上5 2 m m×137mm宽平面作为毛坯定位基准面。在铣削第三面时安装导向挡块，用已铣削的宽面为主要定位基准面，使定位稳定。将另一铣削面作导向定位面紧靠导向挡块。

螺旋压板夹紧力加在工件上平面的两端。夹紧力应可靠并正对垫块，不影响加工面，不产生严重的变形。

4.多孔槽块的镗削步骤

（1）镗削加工的准备和工件的安装。镗加工前应仔细检查工作台面，如有凸点，应研平。并对导轨、丝杠揩清涂油。工件放置在工作台面上，下垫50mm高垫块，用螺旋压板轻压，着力点应通过垫块，用划针对工件上的划线找正，按图2找正三面、铣削六面。压紧后复校一次。

（2）粗铣、精铣多孔槽块的六面。先以毛坯宽平面定位，首先铣高度面1（见图2a），铣完后工作台上装两挡块，并校正与滑座的横向导轨平行，将已铣削的面1紧靠挡块，然后夹紧工件，铣削面2。接着以铣削好的面1或面2作为定位面，校正与滑座横向导轨平行后铣面3（见图2b）。然后按铣面2的同样方法铣面4。再用上述同样的方法铣多孔槽块的两端面，但必须注意铣端面5时必须用百分表校面1或面2与主轴轴线平行（见图2c）。

粗铣时，各面需留2m m余量，按上述同样的顺序和方法精铣多孔槽块的六个面。

铣削中注意锁紧工作台、主轴、滑座，用玉米齿铣刀，刀片材料为YT5。

铣削用量：粗铣，切削速度vc=60～80m/min，进给速度vf=300～600mm/min，背吃刀量ap=0.5～4mm；精铣，切削速度vc＞80m/min，进给速度、背吃刀量按粗铣的选用范围取小值。

在高度上两面各留0.20mm磨削余量。

图2 多孔槽块的定位与夹紧

（3）镗孔前定位。以A面（见图1）作为主要基准面，以B面作为导向基准面，应紧靠导向块，压紧两端，导向块要避开φ20mm孔。用定心轴测出镗轴中心到工作台面距离，在定心轴下垫量块，母线同量块面接触，由量块高及心轴半径可知镗轴中心到工作台距离，从镗轴实际位置可推算出镗轴到加工位置应升降的尺寸。镗轴在水平面位置，应测出镗轴轴线到工件基准面的精确距离，从而确定工作台应该移动的距离。如第1孔轴线距端面（基准面）50mm，若心轴直径为30mm，则工作台移动65mm，即为第1孔的位置。

工作台精确移位用百分表垫量块法。注意移位后锁紧工作台。

（4）钻、镗孔加工。镗轴上装钻夹头，再装上中心钻，钻出中心孔位置，注意进给量不能太大。

用麻花钻钻φ16mm通孔，麻花钻修磨参数：顶角2ϕ=120°，修短横刃到原长的1/2，修磨出内直刃斜角τ=20°，内直刃前角γτ=15°，单侧后面上磨出分屑槽。钻削用量：n=350r/min，f=0.30mm/r。

拆下麻花钻，装上镗刀，镗第一孔。镗削用量：切削速度v半精=95m/min，v精=120 m/min；进给量f半精=0.5mm/r，f精=0.3mm/r；背吃刀量ap1=1.5mm，ap2=1mm，ap3=0.3mm。镗刀：YW1刀头；主偏角κr=75°或90°；副偏角κr′=8°；αo=6°；γo=14°；断屑槽R=2.5mm，切削深度2mm；刃倾角λs=4°；负倒棱倾角-5°，宽0.1～0.3mm；镗刀头截面不小于6mm×6mm。

第2孔及以后数孔用链式移位法定位。

5.铣削凹槽

用立铣刀铣凹槽，铣刀中心调整到在工作台上方26mm。工件以宽面作导向基准面、导向挡块面必须精确地与横向导轨平行。并在工件端面加止推挡块。

夹紧工件时，注意夹紧力位置不能加到凹槽上方，夹紧力应垂直于工作台面。

用φ28mm立铣刀，将槽铣深到13mm。粗铣每齿进给量为0.08mm/z，切削速度为50m/min。精铣每齿进给量为0.06mm/z，切削速度为35m/min。

铣通凹槽后，镗床主轴上升一定距离，精铣槽的一个内铡面及槽底面，注意控制槽深为15+0.1 00mm这一尺寸。铣通后，下降主轴，精铣另一内侧面及底面，达槽宽尺寸要求30+0.08 00mm。

注意在铣削槽深及槽宽时，一般均用试切法逐渐迫近尺寸要求，并注意控制槽深及槽宽 的尺寸偏差，在切削过程中应加注切削液。

6.结语

将镗削加工完成的工件转至平面磨床磨削高度上的0.15mm的加工余量，表面粗糙度值达到Ra=0.8μm。经综合检验，采用上述加工工艺对多孔槽块进行加工后，零件的各部位尺寸公差和形位公差都得到了保证。