复杂壳体零件深孔加工参数试验

□ 窦 媛 □ 李 峰 □ 程 光 □ 徐 阔

中国航发西安动力控制科技有限公司 西安 710077

1 试验背景

在机械加工行业中,长度与直径比大于5的孔称为深孔。深孔加工在整个机械加工行业中占40%比重,重要性不言而喻[1-3]。不同于铣削、车削等加工方式,深孔钻削加工方式排屑空间受限,产生的切屑积聚在刀具排屑槽内,与钻杆和孔壁发生摩擦、挤压。随着钻削深度的增大,切屑累积,钻削力增大,所使用的深孔钻削刀具容易发生断刀[4-5]。

复杂壳体零件如图1所示。复杂壳体零件是航空发动机燃油控制系统中典型的结构件和关键件,特点是结构复杂、孔系众多,内部有多达几百个纵横交错的深孔。这些深孔孔径小,深度大,直径从1 mm到几十毫米不等,孔深与直径比达到50以上,加工难度大,对深孔加工技术有极高的要求[6]。

除传统钻削加工外,目前常用的深孔钻削加工技术有枪钻、内排屑深孔钻、单管内排屑喷吸钻。枪钻时,将切削液沿钻杆内部打入切削部位进行冷却,保障刀具稳定的加工状态,缺点是采用外排屑方式,导致切屑与深孔发生摩擦,会影响深孔的表面粗糙度[7]。在枪钻的基础上进行改良,提出内排屑深孔钻,采用结构刚性好的钻杆和内排屑方式,深孔加工质量较高,缺点是冷却液的压力太高,很难密封[8-9]。单管内排屑喷吸钻实现了冷却液和排屑液流的独立控制,大大提高了深孔的加工质量[10],缺点是成本高,难以在企业中大规模推广。可见,在控制生产成本方面,如何利用现有资源来解决深孔加工问题意义重大。……