江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校 （214400） 朱達(dá)新

船舶的中間軸和螺旋槳軸聯(lián)接法蘭安裝成一體后（見圖1、圖2），因軸的尺寸較大，螺栓孔無法直接在車間內(nèi)場的鏜床上加工，需要在生產(chǎn)現(xiàn)場用外鏜的方法加工，且孔的公差要求為±0.015mm，表面粗糙度值Ra≤1.6μm。拂螺栓孔與螺栓為過盈配合，過盈量在0.015mm左右。拂螺栓孔的外鏜孔是把鏜缸機(jī)及機(jī)架安裝在靠近法蘭端的中間軸頸上，用普通鏜刀進(jìn)行粗鏜、半精鏜、精鏜和浮動(dòng)鏜刀切削的方法，要求精鏜后需留0.08～0.12mm的加工余量，供浮動(dòng)鏜刀精加工。

浮動(dòng)鏜刀規(guī)格的選擇可根據(jù)聯(lián)接法蘭拂螺絲孔的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇和調(diào)節(jié)（見圖3）。浮動(dòng)切削分粗浮和精浮兩次加工過程，從理論角度上講，若操作人員能嚴(yán)格按照圖樣、工藝規(guī)范及作業(yè)指導(dǎo)書施工，加工后可獲得IT9～I(xiàn)T7級尺寸精度，且內(nèi)孔的表面粗糙度值可控制在Ra=（1.6～1.8）μm。但在實(shí)際生產(chǎn)中，受操作方法、鏜缸機(jī)精度及施工環(huán)境等因素影響，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，不能完全滿足設(shè)計(jì)要求。因此，筆者就如何控制好中間軸、螺旋槳軸的拂螺栓孔浮動(dòng)鏜孔加工質(zhì)量進(jìn)行探討，作如下分析。

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

1. 浮動(dòng)鏜孔切削加工軸聯(lián)接法蘭螺栓孔工藝

（1）鏜缸機(jī)安裝與注意事項(xiàng)。選用好鏜缸機(jī)后，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行精度檢查并調(diào)整（見圖4、圖5）。主軸運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)輕松、平穩(wěn)，不能有振動(dòng)，主軸的跳動(dòng)量和圓度≤0.01mm，主軸錐孔的跳動(dòng)量≤0.02mm。加工過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，做好三檢工作，經(jīng)常校對計(jì)算器具，精加工時(shí)必須等工件冷卻后再進(jìn)行浮動(dòng)精加工。鏜缸機(jī)安裝要牢靠，鏜缸機(jī)主軸回轉(zhuǎn)中心與浮動(dòng)鏜排的中心必須一致，刀排的方榫孔必須垂直鏜排中心并且要對稱，浮動(dòng)刀片在鏜排中能自由滑動(dòng)，刀片與鏜排方榫孔之間的間隙應(yīng)控制在0.03～0.05mm。鏜缸機(jī)旋轉(zhuǎn)速度要均勻，以確保浮動(dòng)鏜削時(shí)的穩(wěn)定性。

圖 5

（2）浮動(dòng)鏜孔加工過程。開始浮動(dòng)鏜削時(shí)，為引導(dǎo)浮動(dòng)鏜刀進(jìn)入孔中，應(yīng)用手扶正浮動(dòng)鏜刀，慢慢引導(dǎo)使其接近孔邊緣處，同時(shí)采用手動(dòng)進(jìn)給；在浮進(jìn)2～3mm后，改用機(jī)動(dòng)進(jìn)給，以獲得均勻的進(jìn)給量。此時(shí)應(yīng)及時(shí)清理刀片上的切屑，輸入充足的切削液。切削液一般采用植物油和機(jī)油混合使用，冷卻效果較好。當(dāng)浮動(dòng)鏜孔完畢，應(yīng)停車將浮動(dòng)鏜刀從方榫孔拔出后，再將鏜缸機(jī)主軸縮回到起始位置，否則浮動(dòng)刀片可能會(huì)在孔壁上留下刀痕，影響零件加工精度。

2. 影響浮動(dòng)鏜孔加工質(zhì)量的因素

（1）浮動(dòng)鏜刀工藝參數(shù)方面的影響。對加工精度影響方面主要包括鏜刀的材質(zhì)、幾何角度等，還有表面粗糙度的合理選擇也對鏜孔加工質(zhì)量有較大影響。浮動(dòng)鏜刀直徑是根據(jù)加工孔的公稱尺寸和公差以及在鏜孔過程中被加工孔的擴(kuò)張量或收縮量來決定鏜刀的實(shí)際調(diào)節(jié)尺寸。

浮動(dòng)刀具的排號選擇應(yīng)根據(jù)不同加工材料選擇不同的浮動(dòng)刀具牌號。浮動(dòng)刀排的前角、后角，由于孔加工余量較小，切削僅在切削刃處進(jìn)行，切屑與刀具的前面盡可能減少接觸。特別是在切削塑性較大的材料時(shí)，為使切屑順利流出避免切屑粘滯在切削刃上，應(yīng)適當(dāng)增加前角。浮動(dòng)刀的后角不宜過大，后角太大易使切削過程產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)也會(huì)加快刀具的磨損。刀具直徑的減小直接導(dǎo)致鏜孔直徑的減小，質(zhì)量就不能滿足設(shè)計(jì)要求。

浮動(dòng)鏜刀切削刃寬度因素，浮動(dòng)刀的切削刃較寬或過大時(shí)會(huì)增加切削力，這樣摩擦力矩和切削熱量隨之增大，對孔壁的擠壓比較嚴(yán)重，容易發(fā)熱將孔徑脹大。一般選擇浮動(dòng)刀的刃寬不超過走給量的1.5倍時(shí)比較合適。

浮動(dòng)切削刃前面的斜刃，是刀具進(jìn)入孔的導(dǎo)向，導(dǎo)向刃適當(dāng)長一點(diǎn)，角度小一點(diǎn)，有利于浮動(dòng)刀具的定位，否則在浮鏜加工時(shí)容易使孔產(chǎn)生位置偏差。

在浮動(dòng)刀鏜孔切削用量方面，鏜削用量的大小也是影響孔加工質(zhì)量很重要的因素。它對鏜削過程中產(chǎn)生的切削力、切削熱以及切屑瘤，對加工精度、表面粗糙度都有較大的影響，一定要合理選用。

（2）浮動(dòng)刀排的因素。浮動(dòng)刀排自身精度越高，尺寸就容易控制，加工后的孔表面粗糙度值就低。特別是浮動(dòng)鏜排的浮動(dòng)刀方孔配合尺寸間隙、與軸心線的對稱度、垂直度和鏜孔機(jī)主軸的同心度都會(huì)影響孔加工的尺寸精度。

浮動(dòng)刀排的方榫孔中心必須對稱于鏜機(jī)主軸回轉(zhuǎn)中心線，確保使用時(shí)浮動(dòng)刀的兩切削刃通過工件孔的回轉(zhuǎn)中心，切削時(shí)切削刃口必須在同一切削剖面上，使兩切削刃受力均勻。切削過程中的切屑沒有及時(shí)清理，碎屑容易附在刀面上不容易排出，導(dǎo)致切削不順暢。

粗鏜時(shí)預(yù)留浮動(dòng)加工量太大，導(dǎo)致切削余量過大，容屑槽被切屑堵塞，切削液流不進(jìn)去可能導(dǎo)致刀瘤的產(chǎn)生，結(jié)果是刀和工件之間產(chǎn)生熱量而變形。

（3）鏜削余量的影響。浮鏜余量留得太小，浮動(dòng)鏜削時(shí)有的精鏜加工的走刀痕跡不一定能全部浮出；若浮鏜余量留得太大，勢必會(huì)加大浮動(dòng)切削刃的切削負(fù)荷，破壞了浮削過程中的穩(wěn)定性，增加了切削熱，使浮動(dòng)刀的直徑脹大，孔徑也隨之?dāng)U張，切屑的形成必然呈撕裂狀態(tài)，造成加工表面質(zhì)量差和孔的尺寸超差，切屑余量過大或過小都會(huì)影響浮鏜孔的加工質(zhì)量，一般留0.08～0.12mm的加工余量比較合理。

3. 結(jié)語

加工時(shí)應(yīng)根據(jù)加工材料不同合理地選擇鏜削深度、切削速度及進(jìn)給量，這3個(gè)要素相互影響，當(dāng)鏜削余量較大時(shí)，切削速度、進(jìn)給量就不能選得過高；反之，如果切削速度和進(jìn)給量選取較小值時(shí)，則可適當(dāng)提高切削速度。當(dāng)然，為了更好地控制浮動(dòng)鏜孔的加工質(zhì)量，除了浮動(dòng)鏜刀的幾何參數(shù)及鏜削用量外，可在鏜削過程中，選擇合適的切削液，方便排屑和冷卻，這樣也有利提高孔的加工精度和降低表面粗糙度值，從而提高加工質(zhì)量。