孔是機械零件上極為常見的特征菜涯,在許多類零件上都帶有孔伶离。據其使用特性及作用不同,加工時的尺寸精度及表面質量大不一樣拣末,然隨著三軸聯動數控銑床及加工中心的不斷應用诺教,孔的加工工藝也發(fā)生著重大的變化,孔的加工不再以鉆削加工為主了饼瓮,取而代之的是工藝集中的復合加工工藝碗帅,既便如此,也不能說一個高精度要求的孔的加工工藝是固定一塵不變的臊岸。北京機床研究所副總工藝師金福吉一針見血地指出:“我國孔加工的工藝跟質量落后發(fā)達國家30年一點也不為過橙数,究其原因,就在于孔的加工工藝的落后帅戒〉瓢铮”實際上,孔的加工是刀具在工件內部進行逻住,切屑的排除钟哥、散熱、觀察都比較困難瞎访,孔的大小又限制了刀具的大小腻贰,孔的精度也限制了刀具的精度等級,測量內孔的尺寸又不方便扒秸。由此可見播演,在傳統(tǒng)孔加工工藝的基礎上,急需新的孔加工工藝伴奥,這些均要求加工人員要重視孔的加工工藝和各種特點写烤。
一、鉆削加工
1.所用刀具
刀具有普通麻花鉆颂睛、可轉位淺孔鉆培车、扁鉆等。在加工中心上鉆孔车咕,大多數采用普通麻花鉆割钧。麻花鉆有高速鋼和硬質合金兩種。麻花鉆的組成淹郎,它主要由工作部分和柄部組成衔侯。工作部分包括切削部分和導向部分。
麻花鉆的切削部分有兩個主切削刃氛硬、兩個副切削刃和一個橫刃静瞄。兩個螺旋槽是切削流經的表面,為前刀面;與工件過渡表面(即孔底)相對的端部兩曲面為主后刀面;與工件已加工表面(即孔壁)相對的兩條刃帶為副后刀面枣惨。前刀面與主后刀面的交線為主切削刃蓄惫,前刀面與副后刀面的交線為副切削刃,兩個主后刀面的交線為橫刃邮敛。橫刃與主切削刃在斷面上投影間的夾角稱為橫刃斜角萨驶,橫刃斜角Ψ=50°—55°;主切削刃上各點的前角、后角是變化的艇肴,外緣處前角約30°腔呜,鉆心處前角接近0°,甚至是負值;兩條主切削刃在與其平行的平面內的投影之間的夾角為頂角再悼,標準麻花鉆的頂角2ψ=118°核畴。
麻花鉆導向部分其導向膝但、修光、排屑和輸送切削液作用谤草,也是切削部分的后備跟束。
根據柄部不同,麻花鉆有莫氏錐柄和圓柱柄兩種丑孩。直徑為8—80mm的麻花鉆多為莫氏錐柄冀宴,可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄內,刀具長度不能調節(jié)温学。直徑0.1—20mm的麻花鉆多為圓柱柄略贮,可裝在鉆夾頭刀柄上。中等尺寸麻花鉆兩種形式均可選用仗岖。
2.工藝特性
鉆削為孔加工中必不可少的粗加工階段梯盹,該階段主要考慮的是材料的去除,這一過程主要靠機床主軸的軸向應力進行切削的欲堪,所以說切屑是擠出來的疫谱,因此,以鉆為主的粗加工就會有切屑纏繞與孔內壁處變形大這一結果综货,在這一過程中重點考慮的是解決鉆尖的冷卻與切屑的纏繞嚣惭,也就是說,以鉆為主的加工考慮的就是效率螃势,而對孔而言罕擒,無法保證孔的加工質量,即便是用鉆頭自小而大擴孔距档,亦不能解決擠壓造成的變形問題氧液。可以這么說用鉆頭以鉆削加工為主囱悴,僅用于粗加工和半精加工階段沧仿,不允許用此工序完成一個孔的精加工。這一階段鉆頭的選用一般都要小于孔的尺寸甫题,一旦選用和孔尺寸一致大小的鉆頭馁筐,該孔的加工勢必報廢。
二坠非、鉸削加工
1.所用刀具
機用鉸刀敏沉。通用標準機用鉸刀。
鉸刀工作部分包括切削部分與校準部分炎码。切削部分為錐形盟迟,擔負主要切削工作。切削部分的主偏角為5°—15°,前角一般為0°攒菠,后角一般為5°—8°迫皱。校準部分的作用是校正孔徑、修光孔壁和導向辖众。為此卓起,這一部分帶有很窄的刃帶(γo=0°,αo=0°)赵辕。校準部分包括圓柱部分和倒錐部分既绩。圓柱部分保證鉸刀直徑和便于測量娶停,倒錐部分可減少鉸刀與孔壁的摩擦和減少孔徑擴大量膘掀。
標準鉸刀有4—12齒。鉸刀的齒數除了與鉸刀直徑有關外肄慨,主要根據加工精度的要求選擇既倾。齒數對家工表面粗早讀的影響并不大。齒數過多寨铸,刀具的制造重磨都比較麻煩队屋,而且會因齒間容屑槽減少,而造成切屑堵塞和劃傷孔壁以致使鉸刀折斷的后果妖啸。齒數過少卵手,則鉸削時穩(wěn)定性差,刀齒的切削負荷增大高坚,且容易產生幾何形狀誤差诫列。鉸刀齒數可參照下表選擇。
2.工藝特性
為提高孔的表面質量水水,獲得較低的粗糙度值剂东,鉸削加工是必不可少的。受刀具特性的影響某弦,在該工序中桐汤,鉸削余量一定要小,不然靶壮,損壞鉸刀且不說怔毛,甚至于會影響孔的最終尺寸和形狀。鉸削加工對孔的內壁起了修光作用腾降,尺寸精度全部取決于鉸刀的精度馆截,鉸H7的孔必須用H7的鉸刀,鉸H6的孔必須用H6的鉸刀蜂莉。盡管如此蜡娶,鉸削有一重大的缺陷,就是該工藝過程不能糾正孔的垂直度映穗,“底孔正窖张,孔鉸正;底孔斜幕随,孔鉸斜∷藿樱”顯然赘淮,通過刀具的精度僅能保證孔的尺寸精度,但不能保證孔的位置精度腔族。由此看來,若用此工序進行精加工秘乍,須提前解決好孔的垂直度羽折。
三、鏜削加工
1.所用刀具
鏜孔所用刀具為鏜刀崖郎。鏜刀種類很多巍樟,按切削刃數量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。鏜削通孔写雾、階梯孔和不通孔可選用單刃鏜刀捍幽。
單刃鏜刀頭結構類似車刀,用螺釘裝夾在鏜桿上蓬抖。螺釘1用于調整尺寸衩缘,螺釘2起鎖緊作用。
單刃鏜刀剛性差肝浴,切削時易引起振動延都,所以鏜刀的主偏角選的較大,以減小徑向力懊昨。鏜鑄鐵或精鏜孔時窄潭,一般取κr=90°;粗鏜鋼件孔時,取κr=60°—75°酵颁,以提高刀具的壽命嫉你。
所鏜孔徑的大小要靠調整刀具的懸伸長度來保證,調整麻煩躏惋,效率低幽污,只能用于單件小批量生產。但單刃鏜刀結構簡單,適用性廣,粗信夫、精加工都適用。
2.工藝特性
從刀具結構特點來看准潭,鏜孔過程僅僅是一個點切削,故切削力對刀具的磨損特大,所以說加工余量一定要小完骑,不然極易損壞刀具剩跛,切削過程也要緩慢,不然孔的表面質量不高谢佩,粗糙度值增大优狡。盡管如此,該過程有最大的一個有點绷举,就是他能糾正孔的垂直度和圓度铣瞒,以為它是圍繞軸線旋轉的點切削,在點切削帶來優(yōu)越性的同時嘉散,也帶來了不容忽視的缺陷腔资,即退刀過程中刀尖對孔內壁質量的影響,因此說螟扮,在使用這一工藝過程時份良,重點考慮的是如何進刀示宫、如何退刀的問題骏挎。常見的有鏜定后退刀、停刀卸酿、抬刀兜叨。有時用于手動方式抬刀等等。
四衩侥、銑削加工——以銑代鉸国旷,以銑代鏜
1.所用刀具及刀具介紹
所用刀具是立銑刀。立銑刀是數控機床上用得最多的一種銑刀茫死,其結構跪但。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃,周刃和端刃可同時進行切削峦萎,也可單獨進行切削屡久。
立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃,斷面上的切削刃為副切削刃爱榔。主切削刃一般為螺旋齒被环,這樣可以增加切削平穩(wěn)性,提高加工精度详幽。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃筛欢,所以立銑刀不能做軸向進給,端面刃主要用來加工側面相垂直的底平面唇聘。
為了改善切屑卷曲情況蝴勉,增大容屑空間,防止切屑堵塞,刀齒數較少生肖,容屑槽圓弧半徑則較大侧焚。一般粗齒立銑刀齒數為3—4齒,細齒立銑刀齒數為5—8齒津阻,套式結構為10—20齒摆地,容屑槽圓弧半徑r=2—5mm。當立銑刀直徑較大時宵渡,還可制成不等齒距結構增量,以增強抗震作用,使切削過程平穩(wěn)狰碟。
2.工藝概述
前面幾種孔的加工工藝童唧,實質上均是機床的一個點位控制,機床僅控制動作過程钉呐,并不控制精度镐胃,而精度全部體現在所用的刀具上,刀具的精度不上去桶现,再好的數控機床亦不能加工出高精度躲雅、高質量的孔,再者骡和,使用刀具頗多相赁,給換刀帶來不便。這些均是上述幾種加工過程的不足之處慰于,而用立銑刀銑孔钮科,就能彌補上述加工的缺陷,完全可以實現以銑代鉸婆赠、以銑代鏜绵脯,用通用性好的立銑刀,完成一個高精度要求的孔的加工休里,充分發(fā)揮了數控系統(tǒng)的功能蛆挫,精度用程序來控制,這正是當前數控應用的一個新課題份帐,就是充分利用數控設備璃吧,結合數控程序,簡化工藝過程優(yōu)化加工工序捎霍,發(fā)揮數控設備的優(yōu)勢忌颠。
如要完成以銑代鉸、以銑代鏜缨吸,需要編螺旋線加工程序敲非,控制立銑刀走螺旋線軌跡衅洞,實現兩軸半及三軸聯動的控制,完成一個高質量高精度要求的孔加工笋窍。
以上幾種孔加工工藝流肢,均有優(yōu)缺點,然一個高質量孔的加工完成项凉,并沒有一個固定的過程期位,也非傳統(tǒng)意義上孤立的鉆、鉸巧糖、鏜剩膏、銑,有時可能需要將這些過程復合性地柔和在一起使用蜻蒋,有時可能需利用現有的條件砂豌,局部狹義地運用某一工藝,說到底光督,工藝也是為質量服務的阳距。在實踐中,在提高零件質量的基礎上结借,應注意提高效率筐摘。我們也渴望有更好的孔加工方式和孔加工工藝,從而在數控機床裝備機械制造業(yè)的同時映跟,在真正意義上提升加工的產品質量和效益蓄拣,使其發(fā)揮更大的效能扬虚,更好地為我國的經濟發(fā)展服務努隙。
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