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[導(dǎo)讀] 正常鉆削技術(shù)所生產(chǎn)的孔,其孔深極少超過5倍直徑,而在深孔鉆削中,此比例可高達150﹕1,并且任何孔深大于5倍直徑都應(yīng)稱為深孔。 深孔加工常見加工方式 BTA系統(tǒng)中,鉆頭與鉆桿為中

正常鉆削技術(shù)所生產(chǎn)的孔,其孔深極少超過5倍直徑,而在深孔鉆削中,此比例可高達150﹕1,并且任何孔深大于5倍直徑都應(yīng)稱為深孔。

深孔加工常見加工方式

BTA系統(tǒng)中,鉆頭與鉆桿為中空圓柱體,提高了刀具剛性和快速拆裝問題。其工作原理如視頻所示,切削液經(jīng)加壓從入口進入授油器后通過鉆桿與孔壁形成的密封環(huán)狀空間,流向切削部分進行冷卻潤滑,并將切屑壓入鉆頭上的出屑口,經(jīng)鉆桿內(nèi)腔從出口排出。BTA 系統(tǒng)主要適用于直徑φ>12mm 的深孔加工。

▲BTA系統(tǒng)原理

槍鉆的鉆柄是空的,由內(nèi)外部供應(yīng)的切削液流經(jīng)鉆頭內(nèi)輸送管,并強行流經(jīng)切削頭內(nèi)的孔。鉆柄外側(cè)有一個沿著長度方向的V形槽,切削液攜帶切屑通過此V形槽,并經(jīng)過鉆頭外側(cè),最終切屑從孔中排出。槍鉆可應(yīng)用于普通加工中心,但是需要高壓力的切削液。

▲槍鉆系統(tǒng)示意圖

深孔加工任務(wù)實例

某殼體零件(見圖)有兩個直徑4mm、1個直徑5mm且深度都超過700mm的深孔。普通設(shè)備無法加工,必需使用專用的深孔加工設(shè)備——數(shù)控深孔鉆床。數(shù)控深孔鉆機床是專門用于深孔加工的數(shù)控設(shè)備,加工的孔徑小、深度大,孔徑與孔深比達到1﹕100,一般的數(shù)控設(shè)備無法完成。

▲深孔零件

數(shù)控深孔鉆工作原理是采用不對稱切削加工,不需用傳統(tǒng)的中心鉆來完成定位要求。

▲數(shù)控深孔鉆

深孔加工方案改進過程

經(jīng)過反復(fù)試驗,1個深孔加工動作宜采用“三級加工法”:定位鉆削、導(dǎo)向鉆削及正常鉆削,稱為“三級鉆孔技術(shù)”。

三級鉆孔需要根據(jù)不同的鉆孔深度采用不同的切削速度目前機床自帶的數(shù)控鉆孔指令只能完成1個鉆孔深度和1個切削速度,如何使用常用的鉆孔指令來實現(xiàn)三級鉆孔可分兩種方法:①手動干預(yù):根據(jù)不同的鉆孔深度,人為的手動來進行調(diào)節(jié)切削速度。②重復(fù)進給:對同一個孔分別進行編制3個鉆孔程序,指令不同的鉆孔深度和切削速度,進行重復(fù)操作。

深孔加工改進方法

對于上述兩種方法的弊端,開發(fā)一個三級階梯鉆削指令方案。分別賦予三級深度與三種不同速度,通過參數(shù)化、智能化及人性化設(shè)計,省去手動干預(yù)的繁瑣與重復(fù)進給所浪費的時間。

1)格式。G65 P9003 U-10 V-30 Z-375 B5 C10 F40 R3 T0(或T1)

X___Y___

……

G67

M30

2)參數(shù)。第一鉆孔深度U,第二鉆孔深度V,最終鉆孔深度Z,一級鉆孔速度B,二級鉆孔速度C,最終鉆孔速度F,鉆孔初始點R,T0鉆不通孔,T1鉆通孔。

3)使用說明。

①程序必須指令Z(最終鉆孔深度)、F(最終鉆孔速度)、R(鉆孔初始點)、T0(鉆不通孔)或T1(鉆通孔),否則出現(xiàn)報警(9001)。

②鉆孔初始點<第一鉆孔深度<第二鉆孔深度<最終鉆孔深度,即R>U>V>Z,否則出現(xiàn)提示報警。

③一級鉆孔速度<二級鉆孔速度<最終鉆孔速度,否則出現(xiàn)提示報警。

④如不適用第一鉆孔深度與第二鉆孔深度V時,可直接使用最終鉆孔深度Z來完成鉆孔。

⑤當指令第一鉆孔深度U時,必須指令一級鉆孔速度B。

⑥當指令第二鉆孔深度時,必須指令二級鉆孔速度C。

⑦當只使用兩級深度鉆孔時,只能使用深度U、Z。

附:深孔加工常見問題解決措施

由以上案例可見,在深孔加工過程中,被加工件尺寸精度、表面質(zhì)量以及刀具的壽命等問題都亟待解決的,下面總結(jié)了深孔加工中常見的10種問題及解決措施。

01 孔徑增大,誤差大

1)產(chǎn)生原因。鉸刀外徑尺寸設(shè)計值偏大或鉸切削刃口有毛刺;切削速度過高;進給量不當或加工余量過大;鉸刀主偏角過大;鉸刀彎曲;鉸切削刃口上粘附著切屑瘤;刃磨時鉸切削刃口擺差超差;切削液選擇不合適;安裝鉸刀時錐柄表面油污未擦干凈或錐面有磕碰傷;錐柄的扁尾偏位裝入機床主軸后錐柄圓錐干涉;主軸彎曲或主軸軸承過松或損壞;鉸刀浮動不靈活;與工件不同軸以及手鉸孔時兩手用力不均勻,使鉸刀左右晃動。

2)解決措施。根據(jù)具體情況適當減小鉸刀外徑;降低切削速度;適當調(diào)整進給量或減少加工余量;適當減小主偏角;校直或報廢彎曲的不能用的鉸刀;用油石仔細修整到合格;控制擺差在允許的范圍內(nèi);選擇冷卻性能較好的切削液;安裝鉸刀前必須將鉸刀錐柄及機床主軸錐孔內(nèi)部油污擦凈,錐面有磕碰處用油石修光;修磨鉸刀扁尾;調(diào)整或更換主軸軸承;重新調(diào)整浮動卡頭,并調(diào)整同軸度;注意正確操作。

02 孔徑縮小

1)產(chǎn)生原因。鉸刀外徑尺寸設(shè)計值偏?。磺邢魉俣冗^低;進給量過大;鉸刀主偏角過??;切削液選擇不合適;刃磨時鉸刀磨損部分未磨掉,彈性恢復(fù)使孔徑縮??;鉸鋼件時,余量太大或鉸刀不鋒利,易產(chǎn)生彈性恢復(fù),使孔徑縮小以及內(nèi)孔不圓,孔徑不合格。

2)解決措施。更換鉸刀外徑尺寸;適當提高切削速度;適當降低進給量;適當增大主偏角;選擇潤滑性能好的油性切削液;定期互換鉸刀,正確刃磨鉸刀切削部分;設(shè)計鉸刀尺寸時,應(yīng)考慮上述因素,或根據(jù)實際情況取值;作試驗性切削,取合適余量,將鉸刀磨鋒利。

03 鉸出的內(nèi)孔不圓

1)產(chǎn)生原因。鉸刀過長,剛性不足,鉸削時產(chǎn)生振動;鉸刀主偏角過?。汇q切削刃帶窄;鉸孔余量偏;內(nèi)孔表面有缺口、交叉孔;孔表面有砂眼、氣孔;主軸軸承松動,無導(dǎo)向套,或鉸刀與導(dǎo)向套配合間隙過大以及由于薄壁工件裝夾過緊,卸下后工件變形。

2)解決措施。剛性不足的鉸刀可采用不等分齒距的鉸刀,鉸刀的安裝應(yīng)采用剛性聯(lián)接,增大主偏角;選用合格鉸刀,控制預(yù)加工工序的孔位置公差;采用不等齒距鉸刀,采用較長、較精密的導(dǎo)向套;選用合格毛坯;采用等齒距鉸刀鉸削較精密的孔時,應(yīng)對機床主軸間隙進行調(diào)整,導(dǎo)向套的配合間隙應(yīng)要求較高或采用恰當?shù)膴A緊方法,減小夾緊力。

04 孔的內(nèi)表面有明顯的棱面

1)產(chǎn)生原因。鉸孔余量過大;鉸刀切削部分后角過大;鉸切削刃帶過寬;工件表面有氣孔、砂眼以及主軸擺差過大。

2)解決措施。減小鉸孔余量;減小切削部分后角;修磨刃帶寬度;選擇合格毛坯;調(diào)整機床主軸。

05 內(nèi)孔表面粗糙度值高

1)產(chǎn)生原因。切削速度過高;切削液選擇不合適;鉸刀主偏角過大,鉸切削刃口不在同一圓周上;鉸孔余量太大;鉸孔余量不均勻或太小,局部表面未鉸到;鉸刀切削部分擺差超差、刃口不鋒利,表面粗糙;鉸切削刃帶過寬;鉸孔時排屑不暢;鉸刀過度磨損;鉸刀碰傷,刃口留有毛刺或崩刃;刃口有積屑瘤;由于材料關(guān)系,不適用于零度前角或負前角鉸刀。

2)解決措施。降低切削速度;根據(jù)加工材料選擇切削液;適當減小主偏角,正確刃磨鉸切削刃口;適當減小鉸孔余量;提高鉸孔前底孔位置精度與質(zhì)量或增加鉸孔余量;選用合格鉸刀;修磨刃帶寬度;根據(jù)具體情況減少鉸刀齒數(shù),加大容屑槽空間或采用帶刃傾角的鉸刀,使排屑順利;定期更換鉸刀,刃磨時把磨削區(qū)磨去;鉸刀在刃磨、使用及運輸過程中,應(yīng)采取保護措施,避免碰傷;對已碰傷的鉸刀,應(yīng)用特細的油石將碰傷的鉸刀修好,或更換鉸刀;用油石修整到合格,采用前角5°-10°的鉸刀。

06 鉸刀的使用壽命低

1)產(chǎn)生原因。鉸刀材料不合適;鉸刀在刃磨時燒傷;切削液選擇不合適,切削液未能順利地流動,切削處以及鉸切削刃磨后表面粗糙度值太高。

2)解決措施。根據(jù)加工材料選擇鉸刀材料,可采用硬質(zhì)合金鉸刀或涂層鉸刀;嚴格控制刃磨切削用量,避免燒傷;經(jīng)常根據(jù)加工材料正確選擇切削液;經(jīng)常清除切屑槽內(nèi)的切屑,用足夠壓力的切削液,經(jīng)過精磨或研磨達到要求。

07 鉸出的孔位置精度超差

1)產(chǎn)生原因。導(dǎo)向套磨損;導(dǎo)向套底端距工件太遠;導(dǎo)向套長度短、精度差以及主軸軸承松動。

2)解決措施。定期更換導(dǎo)向套;加長導(dǎo)向套,提高導(dǎo)向套與鉸刀間隙的配合精度;及時維修機床、調(diào)整主軸軸承間隙。

08 鉸刀刀齒崩刃

1)產(chǎn)生原因。鉸孔余量過大;工件材料硬度過高;切削刃擺差過大,切削負荷不均勻;鉸刀主偏角太小,使切削寬度增大;鉸深孔或盲孔時,切屑太多,又未及時清除以及刃磨時刀齒已磨裂。

2)解決措施。修改預(yù)加工的孔徑尺寸;降低材料硬度或改用負前角鉸刀或硬質(zhì)合金鉸刀;控制擺差在合格范圍內(nèi);加大主偏角;注意及時清除切屑或采用帶刃傾角鉸刀;注意刃磨質(zhì)量。

09 鉸刀柄部折斷

1)產(chǎn)生原因。鉸孔余量過大;鉸錐孔時,粗精鉸削余量分配及切削用量選擇不合適;鉸刀刀齒容屑空間小,切屑堵塞。

2)解決措施。修改預(yù)加工的孔徑尺寸;修改余量分配,合理選擇切削用量;減少鉸刀齒數(shù),加大容屑空間或?qū)⒌洱X間隙磨去一齒。

10 鉸孔后孔的中心線不直

1)產(chǎn)生原因。鉸孔前的鉆孔偏斜,特別是孔徑較小時,由于鉸刀剛性較差,不能糾正原有的彎曲度;鉸刀主偏角過大;導(dǎo)向不良,使鉸刀在鉸削中易偏離方向;切削部分倒錐過大;鉸刀在斷續(xù)孔中部間隙處位移;手鉸孔時,在一個方向上用力過大,迫使鉸刀向一端偏斜,破壞了鉸孔的垂直度。

2)解決措施。增加擴孔或鏜孔工序校正孔;減小主偏角;調(diào)整合適的鉸刀;調(diào)換有導(dǎo)向部分或加長切削部分的鉸刀;注意正確操作。

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