所謂鏜孔加工(Boring)是指將工件上原有的孔進(jìn)行擴(kuò)大或精化被冒。它的特征是修正孔的偏心古今、獲得精確的孔的位置,取得高精度的圓度右蹦、圓柱度和表面光潔度虏缸。所以,鏜孔加工作為一種高精度加工方法往往被使用在最后工序上嫩实。例如刽辙,各種機(jī)器的軸承孔以及各種發(fā)動機(jī)的箱體窥岩、箱蓋的加工等≡诅停 與其它機(jī)械加工相比颂翼,鏜孔加工屬于一種較難的加工。它只靠調(diào)節(jié)一枚刀片(或刀片座)要加工出H7慨灭、H6這樣的微米級的孔朦乏。以前,人們曾將從事這種加工的人稱為“鏜孔師”慢夸,以表示對這種有特別技能的人的尊敬罗炸。但是,隨著加工中心(Machining center)的普及咕菱,現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進(jìn)行編程么歹、按扭操作等。正因?yàn)檫@樣珍喘,就需要有更簡單殿潜、更方便、更精密的刀具來保證產(chǎn)品的質(zhì)量性谬」啻危
這里主要從工具技術(shù)的角度來分析加工中心的鏜孔加工。
1. 加工中心鏜孔加工的特點(diǎn)
1.1工具轉(zhuǎn)動
與車床加工不同连嘹,加工中心加工時(shí)由于工具轉(zhuǎn)動颈有,便不可能在加工中及時(shí)掌握刀尖的情況來調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等。也不可能像數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑疲狼。這便成了完全自動化加工的一個(gè)很大的障礙吁沉。也正因?yàn)榧庸ぶ行牟痪哂凶詣蛹庸ぶ睆秸{(diào)節(jié)機(jī)能(附有U軸機(jī)能的除外),就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動補(bǔ)償機(jī)能先口,特別是在精鏜時(shí)根據(jù)公差要求有時(shí)必須實(shí)現(xiàn)微米級調(diào)節(jié)⊥眨
另外碉京,加工中心鏜孔時(shí)由于切屑的流出方向在不斷改變,所以刀尖螟深、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時(shí)難得多谐宙。特別是用立式加工中心進(jìn)行鋼的盲孔粗鏜加工時(shí),至今這個(gè)問題還未得到完全解決界弧。
1.2顫振(Chatter)
鏜孔加工時(shí)常出現(xiàn)的凡蜻、也是最令人頭痛的問題是顫振。加工中心發(fā)生顫振的原因主要有以下幾點(diǎn):
」富①工具系統(tǒng)的剛性(Rigidity)
包括刀柄划栓、鏜桿兑巾、鏜頭以及中間連接部分的剛性。因?yàn)槭菓冶奂庸?Stub Boring)忠荞,所以特別是加工小孔蒋歌、深孔及硬質(zhì)工件時(shí),工具系統(tǒng)的剛性尤為重要锌瓤。
》绯小②工具系統(tǒng)的動平衡(Balance)
相對于工具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸心,工具自身如有一不平衡質(zhì)量铝琐,在轉(zhuǎn)動時(shí)因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致顫振的發(fā)生家漂。特別是在高速加工時(shí)工具的動平衡性影響很大∩保
∷柜③工件自身或工件的固定剛性(Clamping Rigidity)
一些較小、較薄的工件由于其自身的剛性不足过任,或由于工件形狀等原因無法使用合理的夾具進(jìn)行充分的固定捉寻。
〗小④刀片的刀尖形狀(Geometry of Edge)
刀片的前角硼洁、后角、刀尖半徑东摘、斷屑槽形狀不同欢策,所產(chǎn)生的切削抗力也不同∩吞剩
〔瓤堋⑤切削條件(Cutting Condition)
包括切削速度、進(jìn)給六水、進(jìn)刀量以及給油方式及種類等俺孙。
⑥機(jī)器的主軸系統(tǒng)(Spindle)等
機(jī)器主軸自身的剛性掷贾、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性睛榄。
2. 鏜刀的選擇基準(zhǔn)的不同想帅,鏜刀的選擇基準(zhǔn)也不一樣场靴。一般來說,應(yīng)注意系統(tǒng)本身的剛性港准、動平衡性旨剥、柔性、可靠性浅缸、操作方便性及壽命和成本等轨帜〗澹
2.1一體式(Solid)鏜刀與模塊式(Modular)鏜刀
傳統(tǒng)的一體式鏜刀主要用于產(chǎn)品的生產(chǎn)線或?qū)C(jī)上,但實(shí)際上機(jī)器的規(guī)格多種多樣顾惹,如NT铅坚、MT、BT厉亥、IV兰斑、CV、DV等等藏趁。即使規(guī)格一樣修暑,大小也有不同。如BT有15谎雷、30奥唯、40、45楚榕、50商贾、60等等。即使規(guī)格吨拗、大小都一樣满哪,有可能拉釘形狀、螺紋也不一樣劝篷,或者法蘭面形狀不一樣哨鸭。這些都使得一體式鏜刀在對應(yīng)上遇到很大的困難。特別是近些年來娇妓,市場結(jié)構(gòu)像鸡、市場需要日新月異,產(chǎn)品周期日益縮短哈恰,這就要求加工機(jī)械以及加工工具具有更充分的柔性(Suppleness)只估。所以一體式鏜刀大多數(shù)已從工場中消失∽疟粒
模塊式鏜刀即是將鏜刀分為:基礎(chǔ)柄(Basic Holder)蛔钙、延長器(Extension)、減徑器(Reduction)蓬戚、鏜桿夸楣、鏜頭(Boring Head)宾抓、刀片座(Insert Holder)如麦、刀片(Insert)、倒角環(huán)等多個(gè)部分屏商,然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容(粗鏜聂挚、精鏜;孔的直徑唐耿、深度、形狀;工件材料等等)進(jìn)行自由組合菱泻。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量囤嗡,降低了成本,也可以迅速對應(yīng)各種加工要求肉扁,并延長刀具整體的壽命缤滑。
模塊式鏜刀最先出現(xiàn)在歐洲市場勃谎,大約20年前日本大昭和精機(jī)株式會社(BIG)與瑞士KAISER公司進(jìn)行技術(shù)合作瓤危,BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現(xiàn)在日本市場,并逐漸取代了一體式鏜刀的地位慷境。如今日本的機(jī)械加工工場里80%以上都是使用的BIG-KAISER模塊式鏜刀么鸿。
由此可見冗懦,模塊式鏜刀具有一體式鏜刀無法比擬的優(yōu)勢爽冕。當(dāng)然,這也需要模塊式鏜刀具有高連接精度和高連接剛性披蕉,以及高重復(fù)精度和高度的信賴性颈畸。
2.2各種各樣的模塊式鏜刀
現(xiàn)在市場上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統(tǒng)嚣艇,它們的連接方式各有區(qū)別承冰。
①BIG-KAISER方式:它只要靠一顆錐度為15°的錐形螺釘來連接食零,固定時(shí)也只需要一支六角小扳手困乒,操作非常方便。由于螺孔與被連接體的錐孔間有一定的偏心贰谣,當(dāng)旋緊螺釘時(shí)依靠錐面的作用娜搂,將旋緊力的絕大部分轉(zhuǎn)化為軸向的拉力,使被連接的兩部分貼緊吱抚,而保持徑向位置不變百宇。固定螺釘用高剪斷強(qiáng)度材料制成,可承受較大的扭矩狱林,并且粗鏜時(shí)設(shè)有加強(qiáng)拴水搀。
②側(cè)固式:顯而易見衙到,這種連接方式僅僅是達(dá)到固定的目的沟智。它的旋緊力的絕大部分都向著徑向。不但連接體的端面不能密接,徑向位置也會發(fā)生變化啡洁。
》鋈蕖③旋入式:雖然端面得到連接,但刀尖在圓周上的相位會發(fā)生變化蕊肖》
④后部拉緊式:端面的連接和跳動都較好逐豆,但操作性很差刑炎。
》兜摺⑤其它方式:包括側(cè)面90°兩點(diǎn)固定方式;側(cè)面180°兩點(diǎn)傾斜固定方式;ABS方式等等征绸。
總而言之俄占,模塊式鏜刀系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢管怠,但并不是說只要是模塊式就好。必須從連接剛性缸榄、精度渤弛、操作性、價(jià)格等多方面來衡量甚带。
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