鏜孔是在預製孔上用切削刀具使之擴大的一種(zhǒng)加工方法,鏜孔工作既可以(yǐ)在鏜床上進行,也可(kě)以在車床上進行。
鏜孔可以(yǐ)分為粗鏜、半精鏜和精鏜。精鏜孔的尺寸精度可達IT8~IT7,表麵粗糙度(dù)Ra 值1.6~0.8μm。
那麽鏜孔究竟難在哪,今天我們來(lái)了(le)解一下。
鏜孔步驟及注意事項
鏜刀(dāo)安裝
安(ān)裝鏜刀工作部是非(fēi)常重(chóng)要的,特別是針對采用偏心原理的工作調整,安裝鏜孔刀後一定要注意觀察鏜刀的主刀刃(rèn)上平麵,是否與鏜刀頭的進給方向在同一水平麵上(shàng)?安裝在同一(yī)水平麵上才能保證幾個切屑刃是在正常的加工切削角度。
鏜刀試鏜孔
鏜刀(dāo)按工藝(yì)製(zhì)造要求調整預留0.3~0.5mm餘量,擴鏜、配鏜(táng)孔按初孔餘量調整粗鏜餘量≤0.5mm,必(bì)須(xū)保證滿足後續精鏜加工餘量。
鏜刀安裝(zhuāng)借出後,需進行試(shì)鏜驗證(zhèng)鏜刀調(diào)試是否滿足粗鏜要(yào)求。
鏜孔要(yào)求
鏜削(xuē)加工前仔細檢查工裝、工件的定位(wèi)基(jī)準、各定位元件是否穩定(dìng)可靠
用卡尺檢測待(dài)加工初孔的直徑是多少?測(cè)算現在還有多少預留加工餘量?
鏜孔加工前檢查設備(主軸)重複(fù)定位精度、動態平衡精度是否滿足工藝加工製造要(yào)求
臥加鏜孔試鏜(táng)過(guò)程中須檢查鏜杆重力懸伸動態跳動值(zhí),合理修正切削參數(shù)減少加工離心剪切(qiē)振動影(yǐng)響
按粗鏜、半精鏜、精鏜步驟合理分配層鏜削餘量,粗鏜餘量約0.5mm為宜;半精鏜、精(jīng)鏜餘量約0.15mm,避免半精鏜因餘量過大產生讓刀現象影響精鏜餘量調整精度
難(nán)加工材料(liào)、高精度鏜孔(容差≤0.02mm)可增加精細鏜加工步驟,鏜(táng)削(xuē)餘量不小於0.05mm避免加工麵彈性讓刀
鏜刀對刀過程中,須注意避免鏜刀工作部(刀片和(hé)刀座)與對刀塊發生(shēng)衝擊(jī),損壞(huài)刀片及刀座導向槽使(shǐ)鏜刀調整值發(fā)生變化影響孔徑(jìng)加工精度
鏜削加工(gōng)過程中注意保持冷卻充分,增加加工部位的潤滑效果以減少切削力
各加工步驟中嚴格排屑,防止切屑參與二次切削影響孔徑加工精度與表(biǎo)麵質量
鏜削加工過程中隨時檢查刀具(刀片)磨損程度,及時更換以保證孔(kǒng)徑加工質量;精鏜步驟嚴禁更換刀片防(fáng)止誤差;每步驟加工後須嚴格執行過程質量控製要(yào)求,仔細檢測實際加工孔(kǒng)徑並做好記錄,便於分析、調整完善鏜孔加工
鏜削加工主要問題
刀具磨損
在鏜削加工中,刀具連續切削,易出現磨損和破(pò)損現象,降低(dī)孔(kǒng)加工的尺寸精度,使(shǐ)表麵粗糙度值增大;同時,微調進給單元標定出現異常,導致調整誤差使加工孔徑出現偏差甚至(zhì)引發產品質量故障。
刀片刃(rèn)口磨損變化
加工誤差
鏜孔加工的加工誤差反映在孔加工後的尺寸、形位及表麵質量變化上,主要影響因素有:
1、刀杆長徑(jìng)比過大或懸伸過長;2、刀片材質與工(gōng)件材質不匹配(pèi);3、鏜削用量不合理;4、餘量調整分配不合理;5、初孔孔位(wèi)偏移導致餘量周期(qī)性變化;6、工件材料高剛性或低塑性,刀具或材料呈讓刀趨勢。
表麵質(zhì)量
鏜削已加工表(biǎo)麵的魚鱗(lín)狀或螺紋(wén)狀切紋,是比較常見的表麵質量現象:
主要因刀具的進給和轉速不匹配造成
主要因鏜削加工的剛性振動及刀具磨損造成
調整失誤
鏜削加工中由於需要操作人員調整分配層吃刀量,在調整分配進刀餘量過程中因操作(zuò)不當易引發加工尺寸精度偏差。
測量誤差
鏜削加工中、加工後測量過程的量具使用不當、測量方式錯誤,是鏜削加工中常(cháng)見的質量隱(yǐn)患。
1、測量工具失誤;
2、量方法不正確。
典型鏜孔加工質量問題分(fèn)析
內孔車削的影響因素及加工優化措施
內孔車削(xuē)又叫鏜孔,是用車削的方法擴(kuò)大工件內孔或加(jiā)工空心工(gōng)件的內表麵,可以用大多數外圓車削的工藝方法來加工。外圓(yuán)車削時,工件長度及所選的刀杆尺寸不會對刀具(jù)懸伸產生影響,因而能夠承受在加工期間產生的切削力(lì)。進行鏜(táng)削和內孔車削時,孔深決定了懸伸,因此,零(líng)件的孔徑和長度(dù)對刀具的選擇有(yǒu)極(jí)大的限製,所以(yǐ)必須綜合各影響因素優(yōu)化加工方案。
內孔加工的一般規則
1、使(shǐ)刀具懸伸最小並選(xuǎn)擇(zé)盡可能大的刀具尺寸,以便獲得最高的加工精度及穩定性。
2、由於受(shòu)加工零件孔徑的空間限製,刀具尺寸的選擇也會受到限製,加工時還須考慮到排屑和徑向移動。
3、為確保內孔(kǒng)加工的穩定性(xìng),在加工時(shí)需選擇(zé)正(zhèng)確的內(nèi)孔車刀並正確(què)地進行應用和夾(jiá)緊來減小刀具變形,將振動最小化以確(què)保內孔的加(jiā)工質量。
內孔車(chē)削中(zhōng)的切削力也是不(bú)可忽(hū)視(shì)的(de)一個重要因素(sù),對於給定的內孔車削工況(工(gōng)件形狀、尺寸、夾緊方式等),切削力的大(dà)小和方向是抑(yì)製內孔車削振動,提高加工質量的重要因素,當刀具在進行切削時,切(qiē)向切削力和徑向切削力使刀具產生偏斜現象,慢慢使(shǐ)刀具遠離工件,導致切(qiē)削力偏斜,切向力將試圖強(qiáng)行壓(yā)下刀具,並使刀具遠離中心線(xiàn),減小刀具的後角。當車削孔直徑較小時,要保持足夠大的後角以避免刀具(jù)與孔壁發(fā)生(shēng)幹涉。
在加(jiā)工期間,徑向和切向切削力導致內孔車刀偏斜,通常需要強製進行切(qiē)削刃補償和刀具防振(zhèn)。出現(xiàn)徑向偏差時應降低切(qiē)削深(shēn)度,減小切屑厚度。
從刀具應用的角(jiǎo)度出發
1、刀片槽型的選用
刀片槽型對切削過程有著決定(dìng)性的影(yǐng)響,內孔加工一般選(xuǎn)用切削鋒利,刃口強度高(gāo)的正前角槽型刀片(piàn)。
2、刀具主偏角的選用
內孔車削刀具的主偏角影響徑向力、軸向力以及合成力的方向和大小。較大的主偏角(jiǎo)會產生較大的軸向切削力,而較小的主偏角則導致較大的徑向切削(xuē)力。一般情況下,軸向(xiàng)切削(xuē)力朝著刀杆方向通常不會對加工有較大的(de)影響,因此,選擇較大的主偏角是有利的(de)。選擇主偏角時,推薦選擇盡(jìn)可(kě)能接近90°的主偏角,並且(qiě)不要小於75°,否則,會導致徑向切削力急劇增加。
3、刀尖(jiān)半徑的(de)選用
在內孔車削工序中,小刀尖半徑應為首選。加大刀尖半徑,將(jiāng)會加大徑向和切向切削力,並且,還(hái)會(huì)增大(dà)振動(dòng)趨勢的風險。另一方(fāng)麵,刀具在徑向上的偏斜會受(shòu)到切削深度與刀尖半徑之間相對(duì)關係影(yǐng)響。
當切削深度小於刀尖半徑時,徑向切削力隨著切削深度的加深而不斷增加。切削深度等於或(huò)大於刀尖半徑,徑向偏斜將由主偏(piān)角決(jué)定。選擇刀尖半徑的經驗法則是刀尖(jiān)半徑應稍小於切削深度。這樣,可以使徑向切削力最小。同時(shí),在確保(bǎo)徑向切削刀(dāo)最小的情況下,使用最(zuì)大刀尖半徑可(kě)獲(huò)得更堅固的切削刃、更好的表麵紋理以及切削刃上更(gèng)均勻(yún)的壓力分布。
4、刃口處理的選用
刀片的切削刃倒圓(ER)也會影響切削力。一般而言,非塗層刀片的切削刃倒(dǎo)圓比塗層刀(dāo)片(GC)的(de)倒圓(yuán)要小,這一點應予(yǔ)以考慮,特(tè)別是在長刀具懸伸和加工小孔(kǒng)時。刀片的(de)後刀麵磨損(VB)將改變刀具相對孔壁的後角,並且,這還可能會成(chéng)為影響(xiǎng)加工過程切削作用的根(gēn)源。
5、切屑的有效排出
內孔車削加工中,排屑對於加工效果和安全性能的(de)影響也非常重要,特別是在(zài)加工深孔和盲孔時尤為如此。較短的螺旋屑是內(nèi)孔車(chē)削較理想的切屑,該類型切屑比較容(róng)易被排出,並且在切屑折斷時不會對(duì)切削刃(rèn)造成大的壓力。
加工時切屑過短,斷屑作用(yòng)過於強烈,會消耗更高(gāo)的機床功率,並且會(huì)有加大振動的趨勢。而切屑過長會使排屑更困難,離心力將切屑壓(yā)向孔壁,殘留的切屑被擠壓到已(yǐ)加工工(gōng)件表麵,就會出現切屑(xiè)堵塞的風險進而損壞刀具。因(yīn)此,進行內孔車削時,推薦(jiàn)使用帶內(nèi)冷的(de)刀具(jù)。這樣,切(qiē)削液將會有效地把(bǎ)切屑排出孔外。加工(gōng)通孔時,也可用壓縮空(kōng)氣代替切削液,通過主軸吹出切屑。另外,選擇合適的刀(dāo)片槽型和切削參數,也有助於切屑的控製和排出。
6、刀具夾持(chí)方式的選用
刀具的(de)夾持穩定性和工件的穩固性(xìng),在內孔加工中(zhōng)也非(fēi)常重(chóng)要,它決定(dìng)了(le)加工時振(zhèn)動(dòng)的量級,並決定這(zhè)種振動是否會加(jiā)大。刀杆的夾緊單元滿足所推薦的長度、表麵粗糙度和硬度是非常重要的。
刀杆的夾緊是(shì)關鍵的穩定因素,在實際加工中,刀杆會出現偏斜(xié),刀杆的偏斜取決於刀杆材料、直徑、懸伸(shēn)、徑向、切向切削力以及刀(dāo)杆在機床中的夾緊。
在刀杆夾緊端最輕微的移動都將導致刀具發生偏斜。高(gāo)性能刀杆在夾(jiá)緊時應具(jù)備高穩定性以保障在加工中不會(huì)存在任何薄弱環節,要實現這一點,刀具夾緊的內表麵必須具有高表麵光潔度和(hé)足夠的硬度。
對(duì)於普通(tōng)刀杆而言,夾緊係統將刀杆在圓周上完全夾(jiá)緊的方式可獲得最高的穩定性(xìng)。整體支撐要好於螺釘直接夾緊的刀杆,用螺(luó)釘將刀杆夾緊在V型塊上較為適合,但不推薦用螺釘直接夾緊圓柱柄刀杆,因為螺(luó)釘直接作用在刀杆上會損壞刀杆。