五孔镗床刀具的选择及工艺参数优化

摘 要 ：在液压支架加工制造过程中，五孔镗床可以同时实现五个孔的镗孔要求，通过选用合适的加工刀具及合理的切削参数，将该设备的使用效率达到最高，同时将刀具的损耗率降到最低。

关键词：煤矿机械；液压支架；结构件；五孔镗床；刀具选择

概述

液压支架是矿用采煤支护的主要产品，随着高端液压支架的不断发展壮大，制造任务不断增加，如何提高生产效率是摆在当前的一大难题。现有的组合镗床远远不能满足液压支架结构件孔加工的需要。五孔镗床是一款新型设备，在使用过程中，可以同时实现五个孔的镗孔要求，大大提高了镗孔效率，在没有合适经验可以借鉴的情况下，采取怎样的加工方法，选用何种加工刀具及切削参数才能将该设备的使用效率达到最高，成为贯穿在煤机制造行业面前的一道难题。

1.五孔镗床的工作原理

该镗床设置有半自动和调整两种功能，主要控制系统采用PLC控制。各镗削头和滑台只做单动。具体结构组成如下图所示：

五孔镗床的工作过程大致分为以下几个步骤：五个十字滑台快进五个镗削头主轴启动五个十字滑台工进五个十字滑台快进五个镗削头变速五个十字滑台工进死挡铁停留五个十字滑台快退回原位五个镗削头停止机床完成一个动作循环。

2.刀具的选择

首先我对刀具为什么会损伤进行分析，众所周知，一般结构件所加工的钢板，属于低碳低合金钢板，硬度低，但是它的强度却很高，尤其是80公斤以上的高强板，类似于不锈钢，吃刀深度稍大，主轴转速稍快，加上刀磨得不好，就无法断屑，而且极易引起震动。还有一种情况，在使用切削液的情况下，用高速钢镗孔时，为什么有时还会出现刀的现象，这种情况经常碰到，分析是钢板在轧制前，钢水内的化学成分溶化不均匀，下料后遇湿度过大，就很容易淬上火，出现硬点，如果用硬质合金刀具镗孔后，就会发现，孔表面有小亮点。

2.1刀具的损伤与刀具的选择有很大关系，我们再对支架结构件镗孔使用的两种常用的刀具即白钢刀和硬质合金刀的使用特点进行如下对比：

2.1.1白钢刀的材质较软，使用时的转速慢、切屑深、走刀慢，刀头不耐高温需要冷却，会对外观质量造成影响。

2.1.2硬质合金刀的材质较硬，使用时的转速相对较高、切屑浅，耐高温，不需要使用液体冷却，韧性相对于白钢刀低，适用于切削表面质量较为均匀的精加工，表面加工精度高。

2.2经现场试用，白钢刀耐冲击，适用于镗孔需求

采用硬质合金刀镗孔时，会对生产效率和生产成本造成一定程度的影响：

2.2.1下料过程中存在板材变形，尺寸有一定的偏差，镗孔时表面存在毛刺、割瘤等杂物。刀具高速运转，容易打刀，造成成本过高，影响加工效率。

2.2.2多孔镗切削头在运转过程中刀杆颤动严重，切削不均，造成切削刃受力不均，局部受力过大，容易崩刀。

3.工艺参数对比

五孔镗床虽然能够实现五孔同时加工，提高加工效率，但在使用过程中，由于刀具和工艺参数选择不合理，任何一个刀具的损坏都会让其他刀头都停止工作，进行检修，影响加工效率。如何提高刀具的使用寿命和确定合理的工艺参数成为许多使用者困扰的难题。

针对刀具损坏和工艺参数不合理等问题，我们搜集了许多的资料并进行了大量的试验，试验列表如下：

通过这份表格，我们很容易看出，在相同的转速条件下，白钢刀远比合金刀耐用，刀具损坏率普遍要低。同时发现白钢刀在不同转速下，刀具损坏率不同，在10r/min～20r/min之间普遍较低，但速度提高至30r/min或更高时，损坏率成倍加大。最终确定将五孔镗床的转速控制在10r/min～20r/min，刀具使用白钢刀。

结束语

优化后刀具和工艺参数的配置大大提高了大型结构件整体钻镗孔的生产效率，对产品质量提高及工期保证有十分重要的作用。其成功经验可以应用到其他类似设备上，对提高结构件总体加工效率有很大作用。

参考文献：

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