摘要：本文通過工藝轉(zhuǎn)化，采用車銑復(fù)合加工中心與深孔鉆取代電火花來實(shí)現(xiàn)小孔和深孔的加工，解決了電火花加工帶來的表面質(zhì)量和尺寸精度差等一系列問題。此工藝轉(zhuǎn)化在很多類似零件的加工中得到了廣泛應(yīng)用，為科研生產(chǎn)的推進(jìn)提供了有力支撐。
　　
　　1前言
　　
　　目前，多數(shù)噴嘴零件的進(jìn)油孔的長徑比都超過20（屬于深孔范圍），而出油孔孔徑都比較小（一般在φ0.5-φ1.5左右）。在一般車床或鉆床上加工深孔時(shí)，往往出現(xiàn)鉆頭打飄和磨損較快的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法保證孔徑和相關(guān)技術(shù)條件要求；使用鉆削方法加工小孔時(shí)，小鉆頭又容易折斷。于是，電火花便成了一種普通的加工小孔和深孔的替代方法。但采用電火花加工（電腐蝕）孔時(shí)，在加工表面形成一層硬化層，表面粗糙度差，且電火花加工深孔時(shí)也常出現(xiàn)孔徑帶錐度現(xiàn)象，嚴(yán)重影響噴嘴流量試驗(yàn)結(jié)果，通常在進(jìn)行噴嘴流量試驗(yàn)調(diào)試時(shí)，需要對(duì)電火花加工的孔進(jìn)行研磨，以提高其表面質(zhì)量。除此外，電火花加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械加工，在很大程度上影響了科研生產(chǎn)研制進(jìn)度。為解決電火花加工帶來的問題，特進(jìn)行加工工藝轉(zhuǎn)換的工藝攻關(guān)。
　　
　　2幾種典型零件的加工工藝轉(zhuǎn)化
　　
　　2.1筆桿式長噴嘴的加工和改進(jìn)介紹
　　
　　2.1.1改進(jìn)前采用電火花加工噴嘴的情況
　　
　　該零件（見圖1）為典型的深孔零件，長徑比大于25，材料為GH2132。此孔一直采用電火花加工，由于加工余量大（從實(shí)體開始加工），加工效率低，一般加工一件零件需要8小時(shí)（為減小零件中心孔的錐度，電參數(shù)控制的比較小，因孔深大，電極損耗快，需經(jīng)常更換電極），嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。而且孔徑錐度較大，出現(xiàn)無法在全長上保證孔徑值。除此外，零件的加工表面形成腐蝕層，使其表面粗糙度差，而由于該孔為噴嘴工作時(shí)的進(jìn)油孔，也是進(jìn)行流量試驗(yàn)時(shí)的滑油進(jìn)油處（見圖2），采用電火花加工后，會(huì)對(duì)后續(xù)流量試驗(yàn)產(chǎn)生一定影響。
　　　　2.1.2利用長鉆頭在普通車床上加工噴嘴深孔（φ4X107）的情況
　　
　　為解決2.1.1中提到的一些問題，起初我們嘗試在普通車床（因普通車床上方便控制進(jìn)給和轉(zhuǎn)速等）上使用一般合金長鉆頭加工零件，鉆頭磨損較嚴(yán)重，導(dǎo)致零件進(jìn)口與孔底尺寸不一致（帶錐），而且鉆頭易折斷。在進(jìn)行了幾次加工參數(shù)的調(diào)整和更換鉆頭后，效果都不明顯，鉆頭壽命均很短。通過試驗(yàn)證明，采用長鉆頭加工不是一種理想的方法，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率未起到作用。
　　
　　2.1.3利用槍鉆設(shè)備加工噴嘴深孔（φ4X107）的情況
　　
　　在進(jìn)行完2.1.2節(jié)的試驗(yàn)后，我們經(jīng)過討論和研究，決定采用槍鉆進(jìn)行加工深孔。槍鉆是一種的加工方法，該設(shè)備上前后部有兩個(gè)導(dǎo)套，能減少普通鉆床上加工時(shí)鉆頭發(fā)飄的現(xiàn)象。又槍鉆鉆頭呈扁三角型，且其中有冷卻孔，其有效部分短，能將鐵屑順利地排出，避免了發(fā)生擠削等現(xiàn)象。對(duì)加工孔徑公差不太嚴(yán)（公差在0.2mm左右）的深孔有比較大的優(yōu)勢(shì)。為此，我們對(duì)一批零件嘗試了槍鉆加工，因其加工時(shí)采用直進(jìn)式方式，大大縮短了加工時(shí)間，由于刀具的冷卻充分和鐵屑排出順暢，刀具磨損較慢。加工該批零件只修磨一次刀具，加工完該批零件總共花了一天半時(shí)間，加工效率比電火花提高了近10倍。除此外，零件加工質(zhì)量穩(wěn)定，光潔度有了很大提高。
　　
　　2.2起動(dòng)噴嘴的加工和改進(jìn)介紹
　　
　　2.2.1采用電火花加工起動(dòng)噴嘴噴口的情況
　　
　　該零件（見圖3）屬于燃油噴嘴（離心式）的核心件，材料為Cr12,其外圓上2-φ0.6的小孔為兩處進(jìn)油孔，燃油進(jìn)入后在內(nèi)錐面處形成旋流再經(jīng)噴油口噴出，給燃燒室提供符合各項(xiàng)指標(biāo)的油。零件在進(jìn)檢前需進(jìn)行流量試驗(yàn)，應(yīng)滿足燃油流量、噴霧錐角及燃油分布不均勻度等指標(biāo)檢測(cè)。由于進(jìn)油孔與出油孔孔徑差別不大，因此，進(jìn)油孔孔徑對(duì)流量影響很大，其表面粗糙度差會(huì)影響燃油流量的分布。之前，一直采用電火花加工，因?yàn)闊o夾具，兩孔的位置度很難保證，且表面粗糙度差。由于孔徑小，加工時(shí)電極很容易發(fā)生彎曲現(xiàn)象，導(dǎo)致小孔孔徑超差和帶錐，又因孔徑小，無合適研磨棒對(duì)小孔表面進(jìn)行研磨，所以無法提高表面光潔度。零件進(jìn)行流量試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)燃油分布差，甚至有油道子，而且流量值偏大，從而導(dǎo)致其所組合成的起動(dòng)噴嘴的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)成功率低。
　　　　2.2.2利用臺(tái)鉆加工起動(dòng)噴嘴噴口的情況
　　
　　為嘗試小孔的鉆削加工，我們購買了非標(biāo)的鉆頭φ.55和鉸刀φ0.6，其柄部均為φ1（因1mm以上的夾頭比較普遍一些）（見圖4和圖5）。
　　
　　因小孔進(jìn)口在零件圓弧面上，為防止鉆頭打飄，特將鉆模的引導(dǎo)設(shè)計(jì)成弧面與零件外圓貼合（見圖6）。在進(jìn)行零件加工時(shí)，全過程都為手動(dòng)進(jìn)給，因設(shè)備陳舊且底座未固定（自由擺放在工作臺(tái)面上），加工時(shí)，整個(gè)設(shè)備振動(dòng)很大，又夾具引導(dǎo)長，鉆頭懸出部分約20mm，在切削深度才0.5mm時(shí)，鉆頭便斷裂。為減少機(jī)床振動(dòng)，我們用重物壓在臺(tái)鉆底座上，并盡可能減少鉆頭懸空長度，在加工第2個(gè)孔到剛鉆穿時(shí)，鉆頭被折斷。經(jīng)分析，主要是該兩孔中心未過零件中心（存在偏距），導(dǎo)致鉆頭鉆穿時(shí)，鉆頭一部分仍在切削，而另一部分未切削，形成不均勻受力，導(dǎo)致鉆頭斷裂。因考慮臺(tái)鉆自身精度等方面約束，且該零件孔徑太小及加工所用的微型刀具懸空太長，我們決定放棄在臺(tái)鉆上加工，改由精度高的車銑復(fù)合加工中心將零件一次成型加工。
　　
　　2.2.3利用車銑復(fù)合加工中心加工起動(dòng)噴嘴噴口的情況
　　
　　在進(jìn)行數(shù)控轉(zhuǎn)換時(shí)，我們計(jì)算好孔深后，將鉆頭夾持部分增多，減少其刀刃有效長度，在鉆削前，先用銑刀在弧面上銑削個(gè)小平面，再用φ0.55的鉆頭進(jìn)行鉆削，這樣防止了在鉆頭進(jìn)入是發(fā)飄。因加工這種偏心小孔，我們采用低轉(zhuǎn)速和低進(jìn)給，在即將鉆穿時(shí)，鉆頭斷裂。我們分析，在車銑復(fù)合中心上加工，消除了臺(tái)鉆的不穩(wěn)定因素，而且縮短了鉆頭懸空長度，但仍出現(xiàn)斷鉆頭現(xiàn)象，可能加工參數(shù)不合適，經(jīng)過多次提高轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的嘗試，zui后，鉆頭順利加工了兩個(gè)孔，孔徑合格，但在鉆削第3個(gè)孔時(shí)，鉆頭斷裂。為此，我們分析，很大可能是因?yàn)殂@頭鉆穿時(shí)受力不均導(dǎo)致斷裂。為驗(yàn)證此問題，我們?cè)诎才偶庸こ绦驎r(shí)，將兩孔的加工排在鉆中心孔φ3.47之前，即加工小孔時(shí)為盲孔加工，深度不變。在使用摸索好的參數(shù)進(jìn)行加工，結(jié)果顯示，鉆頭壽命大大提高，一根鉆頭可連續(xù)加工30個(gè)孔，而且孔徑穩(wěn)定。通過對(duì)零件進(jìn)行計(jì)量和顯微鏡測(cè)量，小孔孔徑、表面粗糙度（剖開檢查）及位置度均滿足圖紙要求。
　　
　　3鉆削加工深孔和小孔的技術(shù)推廣應(yīng)用
　　
　　前面我們講到了兩種典型零件深孔和小孔轉(zhuǎn)鉆削加工的例子，為提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，我們將多種零件的深孔和小孔進(jìn)行了鉆削轉(zhuǎn)換。進(jìn)行深孔加工的零件主要有噴油管（孔的規(guī)格為φ4.5×84）、導(dǎo)管（孔的規(guī)格為φ3×59）、噴嘴殼體（孔的規(guī)格為φ4.5×86.5）等十多種。小孔進(jìn)行鉆削加工轉(zhuǎn)換的有噴油嘴（見圖7、圖8）、支柱（見圖9）及螺堵（見圖10）等零件。
　　
　　4結(jié)論
　　
　　在對(duì)幾種零件的深孔和小孔的加工進(jìn)行鉆削轉(zhuǎn)化中，經(jīng)過工藝加工方法、數(shù)控加工參數(shù)及刀具選擇等方面的摸索和驗(yàn)證加工，實(shí)踐證明，該項(xiàng)工藝轉(zhuǎn)換已獲得成功，并且在類似零件的加工中有很好的推廣和應(yīng)用效果，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在該項(xiàng)工作中所累積的經(jīng)驗(yàn)，也能給今后的新機(jī)科研生產(chǎn)提供很好的借鑒，使其得以廣泛應(yīng)用，從而降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期及創(chuàng)造更大的價(jià)值。
　　
　　5參考文獻(xiàn)
　　
　　1張福潤，徐鴻本，劉延林.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999
　　
　　2孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992
　　
　　3陳宏鈞主編.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997
　　
　　（作者：南方航空工業(yè)集團(tuán)  趙強(qiáng)  徐舟  付名偉）