通過測頭優化鑽斜油孔工藝和（hé）工序縮減方案

1前言

4在裝有減速器的客（kè）車變速器中，“蝶形”後（hòu）軸承蓋作為連接變速器和減速器的重要（yào）零件，需（xū）要鑽（zuàn）一個直徑為20倍的斜（xié）油孔。有必要設計（jì）一個（gè）5°角（jiǎo）的（de）專用傾斜夾具。待鑽油孔的位置與機（jī）床的Z軸（zhóu）平（píng）行，使（shǐ）用啄（zhuó）鑽進行（háng）加工。加工效率低（dī），平均加工一個油孔需要4分（fèn）鍾。

原生產線采用立式加工中心和臥式加工中心。因為油孔的存在，原來“一正一負（fù）”的立式加（jiā）工工藝（yì）需要增加一個油孔（kǒng）鑽孔工藝和一套斜夾具，這樣就增加了一台加工設備的投入，多了一（yī）個零（líng）件裝夾。

針對以（yǐ）上問題，通過工藝（yì）試驗，引入角頭加工油孔，並對原有刀具進行優化，以減少設備投（tóu）資，提高加工（gōng）效率。

2角頭的使用（yòng）

為了減（jiǎn）少（shǎo）後軸承蓋生（shēng）產線加工單元的投資，需要減少工序數量，使兩道工序（xù）夾具（jù）夾緊在一個立式加工工作台上。優化後的工藝如圖3所示，單油孔鑽工藝成為工（gōng）藝優化和縮短（duǎn）的主要突破口。但與臥式加工中心甚至多軸加工中心不同的是，立式加工（gōng）中心（xīn）可以隨意改變角度，所以立式加工中心一般采用專用夾具，使待加工的斜油孔與立（lì）式加工（gōng）中心的Z軸平行或垂直。

由（yóu）於後軸承蓋所有油孔（kǒng）的角度都（dōu）是5°，這是一個統一的角度，因此成為工藝優化和使用（yòng）角頭的重要前提之（zhī）一。

根據前期設計的（de）液（yè）壓夾具的朝向，確定了在立式加工中心上進行5°角的Y軸加工，並將Z軸和Y軸加工組合在一起。角（jiǎo）度頭（tóu）的特殊定位塊用於限（xiàn）製角度頭（tóu）在（zài）Y軸方向的5°。在設計角頭結構（gòu）時，還需要考慮機床的（de）換刀和刀庫中刀具的放置姿（zī）態，避免大對刀和刀具碰撞的風險。

注意（yì）:考慮到刀具在機床（chuáng）中的夾緊方向和零件（jiàn）的加工方（fāng）向，可以通過改變夾具在機床（chuáng）內部的放置方（fāng）向來調整刀（dāo）具在刀架上的位置和方向，避免大型刀具的設置，減輕刀庫刀（dāo）具數量不足的壓（yā）力。

3工具優化（huà）

生產線原來的刀具方案是用20倍直徑的高速鋼刀具，用啄鑽加工（gōng）。進給速度低，提刀循環次數多(25次)，刀具（jù）耐磨性差（chà）。刀具經常因零件缺陷（xiàn）和刀具磨損而（ér）斷裂，導致零件和（hé）刀具報廢，增加加工成本。

為了（le）提高效率，進一步優（yōu）化角頭的使用效果，實驗中使用了與原工藝刀具相似的（de）進口合金刀具(118尖角鑽頭)，加工效率明顯提高。但由於進口鑽（zuàn）頭的剛性和硬度極（jí）高，對機床精度要求較高，同（tóng）時（shí）排屑需要較（jiào）大的中心出水壓力(3MPa以上)。但是車間裏的機床中央出水壓力都（dōu）小於< 1.5MPa，所以經常會出現刀具破損（sǔn）的現象。進口刀具采購（gòu）成本（běn）高，采購周期長（zhǎng），破損造（zào）成的損失也（yě）大，車（chē）間生產（chǎn）成本高。

查看（kàn）刀具在生產線上的使用情況（kuàng），發現刀具磨損的主要部分是刀尖，刀尖磨損很快，導致頻繁換刀甚至斷刀。18角鑽（zuàn）頭的徑（jìng）向鑽削力大於軸向鑽削力，使得（dé）鑽（zuàn）頭（tóu）具有較高的進給速度。用於加工鋁合金等（děng）高延展性材料，性（xìng）價比好。在（zài）40°角（jiǎo）鑽頭的受力下，徑向鑽（zuàn）削力比較（jiào）小，鑽（zuàn）頭（tóu）的進給速度不宜過高，而加工這種斜油孔特征的速度不是很高（gāo）。所以（yǐ）先試驗了（le）一個（gè）進口鑽頭。雖然刀（dāo）具壽命和（hé）切削效率有了（le）明顯的提高，但刀具（jù）容易（yì）折斷，造成成本的極大（dà）浪費。

考慮（lǜ）到（dào）刀具的（de）性價比和製造周期，我公司與國（guó）內刀具廠家聯合優化（huà）製造了一種鑽尖角為140°的20直（zhí）徑合金鑽頭，用於加工QT500-7球磨鑄鐵的斜孔。經過試驗，加工效（xiào）率是進口刀具（jù）的2/3，而（ér）刀（dāo）具成本隻有進口刀具（jù）的1/6。

4優化前後工藝性能對比

優化後的實際加工情況如圖10所示。經過連續加工驗證，新的工藝方案采用了角頭和140國產20倍直徑合金內冷鑽頭，加工穩定。與原工藝方案（àn）相比，油孔加工時間從4.5分鍾縮短到1分鍾，零件加工效率是優化前的4倍以（yǐ）上，工序數量從原來的3個減少（shǎo）到2個，使用的機床數量從原來的2個立式（shì）加工中心（xīn）減少（shǎo）到1個立式加工中（zhōng）心，刀（dāo）具壽命從50個工件增加到1個刀具180件。

5結束語

角度的合理使用（yòng）和刀具的優化，促進了加工單（dān）元的優化，減少了後軸承（chéng）蓋生產線加工單元（yuán）中一個立式加工中心的投（tóu）資，為小批（pī）量多品種生產模式的生產車間節省了設備（bèi）投（tóu）資，減少了搬運和裝卸零件的操作人員數量，降低了勞動強度，也降低了（le）搬運和裝卸零件時發生磕碰的風險（xiǎn）。