近年來，中國東部的一家工廠自主研發(fā)了一種低油耗，強(qiáng)勁動力和高可靠性的重型柴油發(fā)動機(jī)。受到用戶的喜愛。氣缸體中有許多深孔，用于冷卻水通道或潤滑油通道。底面φ26mm×275mm是其中之一。為了提高設(shè)備利用率，降低投資成本，在設(shè)計方案時放棄了傳統(tǒng)的專用機(jī)床方案，而是采用德國進(jìn)口的格勞博（格勞伯）高速加工中心進(jìn)行加工。但是，經(jīng)常出現(xiàn)可修復(fù)磨床壽命低，刀具破損率高的問題。 1.加工條件加工設(shè)備：德國GROBG700加工中心槍鉆：φ26mm×546mm的單刃焊槍鉆：GUHRINGHSK100-A側(cè)面固定鎖定切削液：FUCHS水溶性乳液ECOCOOL68CF2W，乳液濃度：8-10％內(nèi)部冷卻流動壓力：75L / min，4MPa切削參數(shù)：底油孔，孔直徑26mm，孔深275mm，速度1041r / min，線速度85m / min，進(jìn)給速度240mm / min，每齒進(jìn)給速度0.23mm2。實際使用中的問題生產(chǎn)線投產(chǎn)后，為了確保這種深孔加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，在德國生產(chǎn)了槍鉆工具。但是，在實際使用中，經(jīng)常會出現(xiàn)諸如崩刃和刀片斷裂（見圖2）之類的問題，從而導(dǎo)致工具磨損和零件報廢。通過計算該工具在過去六個月中的使用情況，發(fā)現(xiàn)：總共使用了230次槍，同時工具被打斷了15次，工具破損率達(dá)到6.4％，異常工具損失達(dá)到數(shù)萬元。另外，為了減輕發(fā)動機(jī)的重量，氣缸體采用了精細(xì)的薄壁鑄造工藝。經(jīng)測量，加工后深油孔的厚度小于5mm。因此，在發(fā)生斷刀之后，由于鐵屑和硬質(zhì)合金刀尖而易于擠壓。孔壁被破壞，然后整個氣缸體被報廢。在過去的六個月中，共造成6件工業(yè)廢物。 3.原因分析在安排技術(shù)人員分析和檢查刀具壽命和異常刀具破損后，同時通過機(jī)床主軸監(jiān)控系統(tǒng)，分析加工進(jìn)度狀況，進(jìn)一步分析調(diào)查原因。深油孔加工破損工具，主要用于：（1）槍鉆的鋒利邊緣嚴(yán)重磨損。在對更換后的槍鉆進(jìn)行調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)槍鉆的主切削刃，側(cè)刃和側(cè)面磨損相對較嚴(yán)重，軸向磨損量超過2mm，這增加了槍鉆鉆孔過程中的切削阻力刀危險。噴槍鉆頭的磨損很嚴(yán)重，并且與缺少噴槍鉆頭的涂層有很大關(guān)系。缺乏涂層將隔離并保護(hù)刀頭的硬質(zhì)合金基體免于磨損，并且其磨損將迅速加速。槍鉆需要通過刀頭和槍身進(jìn)行焊接，并且兩種材料的高溫變形不同，這決定了它們在精細(xì)研磨后無法執(zhí)行涂覆過程。 （2）排屑不良。在分析和檢查機(jī)床設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時，根據(jù)工具放置圖發(fā)現(xiàn)機(jī)床的內(nèi)部冷卻流量/壓力為：75L / min，4MPa，但內(nèi)部冷卻已超過20次在過去的六個月中出現(xiàn)高壓警報，并伴隨此警報消息。此后，將出現(xiàn)主軸負(fù)載警報和斷刀。在進(jìn)一步分析機(jī)床主軸的載荷曲線，并比較正常加工和破碎零件的載荷監(jiān)測曲線后（見圖3），正常加工的工作主軸載荷高達(dá)上下的35-55％。新工具的震動范圍。整個加工過程是一條線性的均勻變化曲線。前后兩個工件之間的波動小于5％，并且當(dāng)內(nèi)部冷卻受阻時，損壞的工具零件的負(fù)載監(jiān)控圖將繼續(xù)增加。通常，當(dāng)達(dá)到70％時，將焊接槍鉆頭。零件將被扭曲。在此過程中s，負(fù)載將在45-70％的范圍內(nèi)上下波動，并且波動將達(dá)到25％。破碎刀的工件孔中的許多鐵屑也已證實，切屑清除不順暢，并且存在鐵屑堵塞現(xiàn)象是造成刀破損的主要原因之一。 4.優(yōu)化和改進(jìn)計劃對于上述研究，在切削刃上沒有涂層保護(hù)，并且在加工過程中存在切屑阻塞問題。確定方向和后續(xù)改進(jìn)優(yōu)化措施的主要原因有兩個：（1）改善排屑功能。增加內(nèi)部冷卻壓力或流速后，切屑清除功能得到改善。 （2）增加刀具的耐磨性。在不能改善刀具的原料的條件下，進(jìn)行涂覆工藝。 （3）加強(qiáng)小腿的力量。使用強(qiáng)度更高的工具欄可提高槍鉆的剛度，并避免在加工過程中工具欄開裂。 （4）提高斷屑效果。優(yōu)化尖端方法并更改鐵屑的形狀，使其更方便排屑。同時，改善了排屑功能計劃。如果內(nèi)部冷卻壓力增加到6MPa，則需要更換螺桿泵，成本更高。因此，考慮通過改善工具結(jié)構(gòu)來提高切屑去除效果。 5.工具實驗過程測試工具到位后，立即安排工具實驗。在第一次根據(jù)原始參數(shù)和壽命測試之后，通常會達(dá)到原始的強(qiáng)制換刀壽命，并進(jìn)行極限壽命測試以進(jìn)一步挖掘工具的潛力。從實驗結(jié)果看，刀具壽命已有一定程度的提高。新型分度刀的特點如下：（1）刀桿采用高強(qiáng)度合金鋼代替普通鋼管，強(qiáng)度提高了50％。 （2）選擇兩段30mm磨削的高精度硬質(zhì)合金導(dǎo)桿，在加工過程中要堅持工具的支撐和平衡，并采用導(dǎo)桿進(jìn)行后續(xù)的自導(dǎo)加工，以確保深孔具有良好的孔徑和平直度。 （3）選擇三個帶有復(fù)合TiAlN涂層和斷屑槽的可轉(zhuǎn)位刀片來形成主切削刃，它具有更好的耐磨性和交錯的齒排列。與原始槍鉆相比，26mm的鐵屑被分為6個部分。在這4個部分中，鐵屑更短，并且刀片前部有有限的斷屑器，這更有利于去除切屑。 6.繼續(xù)改進(jìn)實驗成功后，繼續(xù)分析和研究刀片微塌陷的異常情況。深孔的中心有一個φ10mm的互穿孔，而底部有一個通孔?？缀蛦蚊媲邢鳑_擊，在優(yōu)化了NC程序后，采用分段進(jìn)給。在對使用后的刀片進(jìn)行調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)刀片故障模式是正常的。