隨著加工中心(Machining center)的普及威跟,現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進(jìn)行編程榨未、按扭操作等年笋。正因?yàn)檫@樣伍戚,就需要有更簡(jiǎn)單、更方便雌她、更精密的刀具來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量透汞。這里主要從工具技術(shù)的角度來(lái)分析加工中心的鏜孔加工。
1倒奋、緒 言
所謂鏜孔加工(Boring)就是指將工件上原有的孔進(jìn)行擴(kuò)大或精化醇电。它的特征是修正下孔的偏心、獲得精確的孔的位置翰鲸,取得高精度的圓度复答、圓柱度和表面光潔度。所以碟渺,鏜孔加工作為一種高精度加工法往往被使用在最后的工序上鲜锚。例如,各種機(jī)器的軸承孔以及各種發(fā)動(dòng)機(jī)的箱體苫拍、箱蓋的加工等芜繁。
和其它機(jī)械加工相比,鏜孔加工是屬一種較難的加工绒极。它只靠調(diào)節(jié)一枚刀片(或刀片座)要加工出象H7骏令、H6這樣的微米級(jí)的孔。隨著加工中心(Machining center)的普及垄提,現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進(jìn)行編程榔袋、按扭操作等。正因?yàn)檫@樣铡俐,就需要有更簡(jiǎn)單凰兑、更方便妥粟、更精密的刀具來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量。這里主要從工具技術(shù)的角度來(lái)分析加工中心的鏜孔加工吏够。
2犀进、加工中心的鏜孔加工的特點(diǎn)
2.1工具轉(zhuǎn)動(dòng)
和車床加工不同,加工中心加工時(shí)由于工具轉(zhuǎn)動(dòng)织扰,便不可能在加工中及時(shí)掌握刀尖的情況來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等膊节。也不可能象數(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。這便成了完全自動(dòng)化加工的一個(gè)很大的障礙蒙敦。也正因?yàn)榧庸ぶ行牟痪哂凶詣?dòng)加工直徑調(diào)節(jié)機(jī)能(附有U軸機(jī)能的除外)每缎,就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)能,特別是在精鏜時(shí)根據(jù)公差要求有時(shí)必須在微米級(jí)調(diào)節(jié)屏烂。
另外,加工中心鏜孔時(shí)由于切屑的流出方向在不斷地改變龟栗,所以刀尖巾割、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時(shí)難的多。特別是用縱型加工中心進(jìn)行鋼的盲孔粗鏜加工時(shí)焰醇,至今這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)得到完全解決昧甲。
2.2顫振(Chatter)
鏜孔加工時(shí)最常出現(xiàn)的、也是最令人頭疼問(wèn)題是顫振腿扒。在加工中心上發(fā)生顫振的原因主要有以下幾點(diǎn)
≈缗!①工具系統(tǒng)的剛性(Rigidity):包括刀柄、鏜桿康聂、鏜頭以及中間連接部分的剛性贰健。因?yàn)槭菓冶奂庸?Stub Boring)所以特別是小孔、深孔及硬質(zhì)工件的加工時(shí)恬汁,工具系統(tǒng)的剛性尤為重要伶椿。
②工具系統(tǒng)的動(dòng)平衡(Balance):相對(duì)于工具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心氓侧,工具自身如有一不平衡質(zhì)量脊另,在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致顫振的發(fā)生。特別是在高速加工時(shí)工具的動(dòng)平衡性所產(chǎn)生影響很大约巷。
≠送础③工件自身或工件的固定剛性(Clamping Rigidity):象一些較小、較薄的部件由于其自身的剛性不足独郎,或由于工件形狀等原因無(wú)法使用合理的治具進(jìn)行充分的固定踩麦。
④刀片的刀尖形狀(Geometry of Edge):刀片的前角囚聚、逃角靖榕、刀尖半徑痴坦、斷屑槽形狀的不同所產(chǎn)生的切削抗力也不同。
◆峤蟆⑤切削條件(Cutting Condition):包括切削速度遏谭、進(jìn)給、進(jìn)刀量以及給油方式及種類等寿针。
∷颊痢⑥機(jī)器的主軸系統(tǒng)(Spindle)等:機(jī)器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性径卜。
3晦哺、鏜刀的選擇基準(zhǔn)
根據(jù)加工內(nèi)容的不同鏜刀的選擇基準(zhǔn)也不一樣,一般來(lái)說(shuō)芽茄,應(yīng)注意系統(tǒng)本身的剛性贩挨、動(dòng)平衡性、柔性章神、信賴性尤桃、操作方便性及壽命和成本。
3.1一體式(Solid)鏜刀與模塊式(Modular)鏜刀
古老的一體式鏜刀主要用在量產(chǎn)品的生產(chǎn)線或?qū)S脵C(jī)上爷耀,但實(shí)際上機(jī)器的規(guī)格有多種多樣:NT甘桑、MT、BT歹叮、 IV 跑杭、CV 、DV等等咆耿。即使規(guī)格一樣德谅,大小也有不同。如BT有15票灰、30女阀、40、45屑迂、50浸策、60等等。 即使規(guī)格惹盼、大小都一樣庸汗,有可能拉釘形狀、螺紋不一樣诅鹰,或者法蘭面形狀不一樣也隧。這些都使得一體式鏜刀在對(duì)應(yīng)上遇到很大的困難。特別是近些年來(lái)笋骡,市場(chǎng)結(jié)構(gòu)絮商、市場(chǎng)需要日新月異邢窜,產(chǎn)品周期日益縮短,這就要求加工機(jī)械以及加工工具具有更充分的柔性(Suppleness)铆韭。所以一體式鏜刀大多數(shù)已從工場(chǎng)中消失丘隙。
模塊式鏜刀即是將鏜刀分為:基礎(chǔ)柄(Basic Holder)、延長(zhǎng)器(Extension)菜涯、減徑器(Reduction)伶离、鏜桿)、鏜頭(Boring Head)拣末、刀片座诺教、刀片、(倒角環(huán))等多個(gè)部分饼瓮,然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容(粗鏜碗帅、精鏜;孔的直徑豹爹、深度橙数、形狀;工件材料等等)進(jìn)行自由組合帅戒。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量,降低了成本崖技,也可以迅速對(duì)應(yīng)各種加工要求逻住,并延長(zhǎng)刀具整體的壽命。
模塊式鏜刀最先出現(xiàn)在歐洲市場(chǎng)迎献,大約20年前日本大昭和精機(jī)株式會(huì)社(BIG)與瑞士KAISER公司進(jìn)行技術(shù)合作瞎访,BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現(xiàn)在日本市場(chǎng),并逐漸取代了一體式鏜刀的地位吁恍。如今日本的機(jī)械加工工場(chǎng)里80%以上都是使用的 BIG-KAISER模塊式鏜刀扒秸。
由此顯而可見,模塊式鏜刀具有一體式鏜刀無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)冀瓦。當(dāng)然伴奥,這也需要模塊式鏜刀具有高連接精度和高連接剛性,以及高重復(fù)精度和高度的信賴性秘舅。
3.2各種各樣的模塊式鏜刀
現(xiàn)在市場(chǎng)上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統(tǒng)颂睛,它們的連接方式各有區(qū)別。
⌒珊妗①BIG-KAISER方式
它只要靠一顆錐度為15°的錐形螺絲來(lái)連接车咕,固定時(shí)也只需要一支六角小扳手,操作非常方便内会。
由于螺孔與被連接體的錐孔間有一定的偏心淹郎,當(dāng)旋緊螺絲時(shí)依靠錐面的作用衔侯,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氛硬,而保持徑向位置不變迈枪。
固定螺絲用高剪斷強(qiáng)度材料制成,可承受較大的扭矩枣惨,并且粗鏜時(shí)設(shè)有加強(qiáng)拴蓄惫。
②側(cè)固式
顯而已見邮敛,這種連接方式僅僅是達(dá)到固定的目的萨驶。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艇肴,徑向位置也會(huì)發(fā)生變化腔呜。
③旋入式
雖然端面得到連接再悼,但刀尖在圓周上的相位會(huì)發(fā)生變化核畴。
④后部拉緊式
端面的連接和跳動(dòng)都較好冲九,但操作性很差谤草。
⑤其它方式
側(cè)面90°兩點(diǎn)固定方式莺奸;側(cè)面180°兩點(diǎn)傾斜固定方式丑孩;ABS方式等等。
總而言之灭贷,模塊式鏜刀系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢(shì)温学,但并不是說(shuō)只要是模塊式就好。必須從連接剛性甚疟、精度仗岖、操作性、價(jià)格等多方面來(lái)衡量俗股。
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