前轴锁销相贯孔加工方法

1零件介绍目前汽车前轴主销孔普遍采用锁销结构，锁销孔与主销孔相贯，该结构的优点是装配简单，便于零件的更换。锁销孔加工如果采用普通钻头无法满足孔径及相贯尺寸要求，相贯孔的钻削加工，因为破孔处的冲击导致钻头受力不均，钻头容易出现崩刃、断刀和磨损快的现象，且质量也难以稳定控制。其产品如图1所示，工况及加工条件如下：被加工材料为50#钢，28～32HRC，毛坯面上钻孔，锁销孔径φ16+0.10mm，表面粗糙度值Ra＝1.6μm，主销孔与锁销孔中心距公差±0.15mm，一件两孔，专用机床，机床带内冷却，液压夹具，液压刀柄。

图1

前轴锁销孔交叉孔采用普通钻头钻削锁销孔到相贯处时有以下几个问题：①锁销孔钻偏，孔径超差，位置超差。②孔粗糙度超差。③钻头崩刃、断刀。④破孔处轴向力突然减少，主轴和钻头不会再保持均匀进给，瞬间向前窜动，出现“扎刀”现象。为了破解这一难题，采用了整体内冷硬质合金钻（见图2）展开了多项工艺试验以得到最佳的加工方法。图2

整体内冷硬质合金钻2锁销相贯孔常见问题及解决方案结合各品牌刀具供应商提供方案，试加工情况效果都不太理想，钻削时有如下问题：1）方案1：采用可换头式的钻头或U钻，钻头加工到破孔处，可换头的头部会经常脱落，此方案不稳定。2）方案2：采用标准硬质合金内冷钻头一道序完成，通过试验证明了加工不稳定，刀具寿命低，经常断刀，直线度和表面粗糙度难以保证。3）方案3：采用硬质合金内冷平底钻加工，试验证明，加工效率低，刀具磨损很快，需频繁换刀。磨损钻头导致振动，使钻削轮廓变形，呈现孔椭现象。4）方案4：采用三刃带硬质合金内冷钻，切削过程中有良好的导向，提升孔径加工稳定性，但切削阻力大，且刀具修磨后钻头倒锥对加工孔径公差产生影响，出现通规检测不能完全通过的现象，刀具未达到使用寿命便换下，刀具成本高。显而易见，以上方案都有明显不足。结合以上数据，我们通过多次试验，对加工方案进行了分析、改进，总结出合理的加工方案。1）方法一：钻孔前，增加引导钻①（见图3），采用“引导钻①+硬质合金内冷钻②”加工锁销孔，保证硬质合金钻钻削时定心准确，提升钻头耐用度及孔径加工稳定性。a）引导钻b）硬质合金内冷钻图3

引导钻和硬质合金内冷钻2）方法二：固化刃口工艺，采用横刃形式、刀尖倒角，刃口倒刃，倒钝处理，进一步提高刃口耐磨性。3）方法三：优化切削参数，采用五段分段式进给，在相贯孔处降低速度，提升加工稳定性，有效保护刀具刃口：即采用φ16mm硬质合金钻头加工，vc=60m/min，进给分三段，加工到25mm深时采用F=0.15mm/r，加工到60mm深时（即破孔加工段）降低进给速度F=0.1mm/r，破孔加工完后再恢复到F=0.15mm/r，直至把整个孔加工完毕。（见图4）图4

分段进给示意4）方法四：加宽钻头直径尺寸，由原来的φ16.04mm增加到φ16.07mm，消除刀具修磨后钻头倒锥对加工孔径的影响，提高刀具平均使用寿命（见图5）。图5

硬质合金内冷钻通过以上方法测试，加工孔径尺寸100%合格，且加工质量稳定性得到提升—主、锁销孔交叉距稳定。3结语按照改进方法进行生产，达到了很好的效果：钻头正常磨损，加工状况稳定，可以持续保