槍鉆涂層后，槍鉆的支撐圓弧面對(duì)孔壁的擠壓效果增強(qiáng)，又因?yàn)榈毒咴S用轉(zhuǎn)速的提高，使鐵屑長(zhǎng)度變短，排屑更加流暢，軟材料的深孔加工獲得了滿意的加工質(zhì)量，我們通過(guò)案例來(lái)驗(yàn)證一下。
液壓閥板，是工程自卸車上的重要液壓零部件。該零件上有相互垂直的兩個(gè)ϕ16mm過(guò)油孔，這兩個(gè)過(guò)油孔的深孔加工是該零件最關(guān)鍵的工序。
液壓閥板的材料為45鋼，鉆孔前熱處理硬度為HB180。
深孔鉆床做為半精加工，按工藝要求，必須將孔徑尺寸的一致性控制在ϕ15.94±0.015mm，孔粗糙度小于Ra1.6，為隨后的精加工桁磨做工藝準(zhǔn)備。
最初加工狀態(tài)如下：
機(jī)床采用數(shù)控深孔鉆床ZK2120×4/300，一次裝夾四件工件。刀具采用國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金槍鉆。
加工參數(shù)：鉆頭轉(zhuǎn)速：1500r/min，進(jìn)給量：0.03mm/r，油泵壓力為4MPa。
加工一組工件后，檢測(cè)四個(gè)工件：發(fā)現(xiàn)孔徑尺寸分別為：ϕ15.95、ϕ15.96、ϕ15.93、ϕ15.96，有兩個(gè)工件的孔徑尺寸超差。更為嚴(yán)重的是，內(nèi)孔的粗糙度較差，并且有不規(guī)則的溝槽。后經(jīng)分析，溝槽為鐵屑在孔壁的劃痕。經(jīng)后道工序桁磨實(shí)驗(yàn)，溝槽較深，無(wú)法桁磨消除。又加工幾組工件，情況類似。后又改變刀具角度，增大油泵壓力，加工狀況均無(wú)明顯改善，不能滿足加工要求。
隨后，為了排除刀具因素，更換了槍鉆廠家，采用進(jìn)口山特維克硬質(zhì)合金槍鉆，其他加工參數(shù)同上。加工結(jié)果孔徑尺寸和粗糙度與國(guó)產(chǎn)槍鉆相比均有不同程度的提高。但批量生產(chǎn)仍有30%左右的工件孔徑尺寸超差，另外，孔壁依然會(huì)間斷出現(xiàn)劃痕，造成約35%的工件因劃痕太深無(wú)法桁磨。
我們將工件鉆孔前的熱處理硬度提高至HB220左右，同樣采用上述加工參數(shù)，深孔加工孔徑尺寸可以控制在ϕ15.94±0.013mm，粗糙度Ra1.6，孔壁劃痕大量減少。完全可以滿足后道桁磨工序要求。經(jīng)分析，造成孔徑尺寸及粗糙度超差，最主要的原因是工件材料硬度太低。深孔加工時(shí)，工件對(duì)刀具的支撐不夠，造成孔徑尺寸不穩(wěn)定；并且，因?yàn)楣ぜ牧嫌捕鹊停F屑很容易在孔壁劃出劃痕。
但是，提高工件材料熱處理硬度，會(huì)增加一筆不小的熱處理費(fèi)用。并且，因工件硬度提高，刀具磨損加大，也造成加工成本的上升。所以，提高材料硬度并不是最優(yōu)解決方案。
針對(duì)材料偏軟的情況，我們將槍鉆的硬質(zhì)合金鉆頭做涂層處理。涂層材料為TiN，涂層厚度2um。涂層槍鉆與普通槍鉆相比成本增加有限。
加工參數(shù)：鉆頭轉(zhuǎn)速：1680r/min，進(jìn)給量：0.035mm/r，油泵壓力為4MPa。加工一組工件后，經(jīng)檢測(cè)，四個(gè)工件：孔徑尺寸分別為ϕ15.945、ϕ15.95、ϕ15.94、ϕ15.945，內(nèi)孔粗糙度Ra0.8～Ra1.6。內(nèi)孔的鐵屑劃痕幾乎消失，加工效果非常理想。又連續(xù)加工幾組，加工狀態(tài)非常穩(wěn)定。
經(jīng)大批量加工試驗(yàn)，涂層刀具壽命較未涂層的普通刀具延長(zhǎng)50%左右，降低了加工成本。更重要的是，加工質(zhì)量大大提高，完全可以滿足加工要求。