16V280ZJ柴油机凸轮轴的深孔加工一直是某公司的难点。原来的加工方法是用麻花钻钻孔，工件两端两次装夹两次钻孔完成。这种加工方法不仅加工效率低，而且凸轮轴两端的表面质量和同轴度差，凸轮轴的深孔一般在中间结合处错开2 ~ 5 mm。凸轮轴生产线上有两台深孔钻床。他们之前为什么不用专门的深孔加工设备？主要原因是16V280ZJ柴油机的凸轮轴是20Cr材质，比较软，不易断屑。经过20多年的研究和探索，20Cr的加工问题并没有真正解决。2007年在凸轮轴生产线上购买了一台T2120深孔加工设备，加工GE凸轮轴和280系列凸轮轴。当时设备厂家花了很大力气，也没能解决280凸轮轴的深孔钻孔问题，所以这台设备的最终验收就中断了。第一备件车间凸轮轴生产线有三套设备加工凸轮轴深孔，其中一套是卧式车床和麻花钻钻孔设备。一种是车床改装的喷吸钻深孔加工设备；一种是T2120和BTA钻法专用深孔加工设备。其中车床改装的麻花钻深孔加工设备状况极差，跑、冒、滴、漏现象严重，设备已超龄服役。为了提高280凸轮轴深孔加工的效率和质量，淘汰由超龄服役车床改造的麻花钻深孔加工设备，对凸轮轴深孔加工技术进行了研究。1.加工方法的确定：凸轮轴生产线有两台专用深孔加工设备，一台是加工240系列凸轮轴的喷吸钻，一台是加工GE凸轮轴的BTA钻。为淘汰由超龄维修车床改装的麻花钻深孔加工设备，280系列凸轮轴只能在喷吸钻或BTA钻上加工。由于喷吸钻是自行改造的，其主轴功率、转速、压力和切削液流量很难满足20Cr材料的深孔加工要求。更重要的是，喷吸钻的钻杆为双杆形式，其中用于排屑的内杆直径远小于BTA钻的单杆，断屑难度更大。在比较了两种设备的相关参数后，最终确定在BTA钻床上加工280系列凸轮轴。2.加工参数的确定采用可转位单杆BTA钻作为刀具，既提高了试验的灵活性，又降低了刀具的成本。经过多次工艺试验，最终确定刀片为稍大的C型槽，背角11，中心刀片背角17左右，主轴转速n=98r/min，进给速度f=30mm/min，启动液压泵。在这种情况下，断屑效果最好。在正常处理中，一个液压泵开启。钻杆堵塞时，人工清除切屑后，刀具切削前，开启两个液压泵，或间歇开启一个或两个液压泵，将堵塞在钻杆内的切屑冲洗掉。图1显示了优化参数后获得的芯片，图2显示了优化参数前获得的芯片。从图1和图2可以看出，优化参数后的断屑效果可以满足20Cr加工的要求，而优化参数前的切屑根本不能满足BTA中的排屑要求。3.对比效果，BTA钻钻深孔的表面质量远优于麻花钻钻深孔。如图3和图4所示，BTA钻钻的深孔表面粗糙度基本在3.2m左右，而麻花钻的表面粗糙度很难达到Ra=25m，因为麻花钻是用啄钻排屑的，排屑时切屑较长，排屑时会反复拉扯孔内壁。BTA钻孔是一次夹钻，孔的直线度比以前两端两次夹钻要高很多，没有错孔。凸轮轴的深孔为凸轮轴轴瓦提供润滑油。如果它
4.结论目前，BTA已在配件一车间用于60余个280系列凸轮轴的钻孔。加工效果达到了项目的预期目标，但仍有改进的空间。从图1可以看出，现在BTA加工得到的切屑符合BTA钻孔的要求，但其颜色是20Cr体的颜色，而不是紫色或棕色。这是因为20Cr材料太软，280系列凸轮轴渗碳后芯部硬度在120HBW左右。如果能从热处理方面改善凸轮轴的基材，或者渗碳芯的硬度在200HBW左右，断屑效果会更好，提高切削速度和进给速度可以提高加工效率。
