精鏜刀是一種工具荤堪,作用是保證孔徑精度的谜喊,保證位置度顺少,粗糙度度迈壤,圓度等。
精鏜刀是保證孔徑精度的磕裂,保證位置度趟雄,粗糙度度,圓度等等印姑,在加工中心上一般精鏜刀都是帶微調(diào)的窖夸,有直徑方向0.01MM調(diào)整量,還有0.001MM調(diào)整量的狮贪。
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鏜刀是鏜削刀具的一種杂员,一般是圓柄的,也有較大工件使用方刀桿尾杆,最常用的場合就是內(nèi)孔加工设塑,擴(kuò)孔,仿形等狗丙。有一個(gè)或兩個(gè)切削部分譬奈、專門用于對已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工的刀具暇昂。鏜刀可在鏜床莺戒、車床或銑床上使用。
因裝夾方式的不同,部有方柄从铲、莫氏錐柄和7:24錐柄等多種形式瘪校。雙刃鏜刀有兩個(gè)分布在中心兩側(cè)同時(shí)切削的刀齒,由于切削時(shí)產(chǎn)生的徑向力互相平衡,可加大切削用量,生產(chǎn)效率高食店。雙刃鏜刀按刀片在鏜桿上浮動(dòng)與否分為浮動(dòng)鏜刀和定裝鏜刀渣淤。浮動(dòng)鏜刀適用于孔的精加工赏寇。它實(shí)際上相當(dāng)于鉸刀吉嫩,能鏜削出尺寸精度高和表面光潔的孔,但不能修正孔的直線性偏差嗅定。為了提高重磨次數(shù)自娩,浮動(dòng)鏜刀常制成可調(diào)結(jié)構(gòu)。
為了適應(yīng)各種孔徑和孔深的需要并減少鏜刀的品種規(guī)格渠退,人們將鏜桿和刀頭設(shè)計(jì)成系列化的基本件──模塊忙迁。使用時(shí)可根據(jù)工件的要求選用適當(dāng)?shù)哪K,拼合成各種鏜刀,從而簡化了刀具的設(shè)計(jì)和制造论艰。
使用方法
刀具安裝時(shí)吠败,要特別注意清潔。鏜孔刀具無論是粗加工還是精加工勇袋,在安裝和裝配的各個(gè)環(huán)節(jié)镇轿,都必須注意清潔度。刀柄與機(jī)床的裝配淑助,刀片的更換等等斟彻,都要擦拭干凈,然后再安裝或裝配光稽,切不可馬虎從事粟辛。
刀具進(jìn)行預(yù)調(diào),其尺寸精度也拳,完好狀態(tài)芙掖、必須符合要求【ǎ可轉(zhuǎn)位鏜刀汉惫、除單刃鏜刀外,一般不采用人工試切的方法著摔,所以加工前的預(yù)調(diào)就顯得非常重要缓窜。預(yù)調(diào)的尺寸必須精確,要調(diào)在公差的中下限谍咆,并考慮因溫度的因素禾锤,進(jìn)行修正、補(bǔ)償摹察。刀具預(yù)調(diào)可在專用預(yù)調(diào)儀恩掷、機(jī)上對刀器或其他量儀上進(jìn)行倡鲸。
刀具安裝后進(jìn)行動(dòng)態(tài)跳動(dòng)檢查。動(dòng)態(tài)跳動(dòng)檢查是一個(gè)綜合指標(biāo)黄娘,它反映機(jī)床主軸精度峭状、刀具精度以及刀具與機(jī)床的連接精度。這個(gè)精度如果超過被加工孔要求的精度的1/2或2/3就不能進(jìn)行加工逼争,需找出原因并消除后优床,才能進(jìn)行。這一點(diǎn)操作者必須牢記誓焦,并嚴(yán)格執(zhí)行胆敞。否則加工出來的孔就不能符合要求。
應(yīng)通過統(tǒng)計(jì)或檢測的方法怕猖,確定刀具各部分的壽命酝梧,以保證加工精度的可靠性。對于單刃鏜刀來講簇寻,這個(gè)要求可低一些掸阶,但對多刃鏜刀來講,這一點(diǎn)特別重要市通】咧可轉(zhuǎn)位鏜刀的加工特點(diǎn)是:預(yù)先調(diào)刀,一次加工達(dá)到要求顷敞,必須保證刀具不損壞程鸵,否則會造成不必要的事故。
安裝步驟
1蒜吱、將刀橋用螺栓1連接在刀柄上
2频僵、將精鏜刀座安裝在刀橋上
3、將配重塊安裝在滑動(dòng)體上
4诚凰、刀具調(diào)整:
1)松開鎖緊螺釘;
2)根據(jù)刻度線粗調(diào)刀座,刀尖尺寸小于要加工尺寸0.5mm左右,[ 注意:通過復(fù)合調(diào)整精鏜刀座與刻度盤來保證粗調(diào)尺寸];
3)擰緊鎖緊螺釘,擰動(dòng)調(diào)整螺釘(精鏜刀座上的),頂緊鎖緊螺釘桿部,以防讓刀;
5嫌术、用同樣方法調(diào)整配重塊,調(diào)好動(dòng)平衡;
6、鎖緊鎖緊螺釘,試鏜,測量加工孔的尺寸與要求尺寸比較,計(jì)算出偏小數(shù)值;
7牌借、松開鎖緊螺釘,旋刻度盤(刻度盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格代表0.01mm的直徑切深變化),使移動(dòng)量至計(jì)算出的偏小數(shù)值;
8度气、鎖緊螺釘,加工工件至尺寸.
注意事項(xiàng):
注意精鏜刀頭的調(diào)整,請勿過分用力(切莫旋轉(zhuǎn)刻度盤超出范圍);
用紅漆封堵的地方不能拆動(dòng),否則會損壞微調(diào)裝置;
定期保養(yǎng),注潤滑油.
調(diào)整方法
鏜刀是精密孔加工中不可缺少的重要刀具,其加工孔的精度能達(dá)到IT6級膨报,表面粗糙度可達(dá)到’Ra0.8~1.6μm磷籍,常見的型式有螺紋式微調(diào)鏜刀、偏心式微調(diào)鏜刀现柠、滑槽式雙刃鏜刀以及浮動(dòng)鏜刀等院领。這些微調(diào)鏜刀各具特點(diǎn),在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,其中螺紋差動(dòng)式微調(diào)鏜刀構(gòu)思新穎比然,微調(diào)精度高丈氓,可自動(dòng)消除螺紋間隙,是一種具有發(fā)展前途的微調(diào)鏜刀强法。
設(shè)計(jì)方法
1 万俗、刀具設(shè)計(jì)思路與特點(diǎn)
機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀是將具有合理幾何形狀和切削刃的成品可轉(zhuǎn)位刀片通過機(jī)械夾固方法裝配在刀桿上,當(dāng)一條切削刃加工磨損至不能再用時(shí)梭唆,可通過轉(zhuǎn)位迅速更換新的切削刃辆泄。采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行加工具有以下特點(diǎn):
刀具幾何參數(shù)和切削性能穩(wěn)定,定位精度和重復(fù)精度較高檀抡,可保證刀尖位置變化在工件精度允許范圍內(nèi)以及加工精度的一致性演易。
刀片夾緊可靠脏偏,在切削力沖擊园溃、振動(dòng)及切削熱作用下不易松動(dòng)。刀具壽命長掺胖,無需刃磨冲雾,操作簡便,可縮短停機(jī)換刀等輔助工時(shí)盾叭。
刀桿轉(zhuǎn)位方便奥怪、快捷,并可反復(fù)使用肄高,使用壽命長盘瞧,可減少庫存量,簡化刀具管理柒浙。
機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)前角g=-4°膘掰,刃傾角l=-4°,切削刃具有足夠強(qiáng)度佳遣,可承受較大切削力沖擊识埋,避免刀尖崩刃。 零渐;
可轉(zhuǎn)位車刀片選用菱形國標(biāo)通用刀片窒舟,可保證切削過程中自動(dòng)卷屑及曲線加工的平穩(wěn)性,且易于實(shí)現(xiàn)刀具標(biāo)準(zhǔn)化诵盼、系列化惠豺,適合自動(dòng)化生產(chǎn)中的仿形車削。
刀具采用螺銷壓緊式結(jié)構(gòu)风宁,螺釘通過刀片沉孔夾緊刀片洁墙,結(jié)構(gòu)簡單,零件少,定位精度高扫俺,刀刃轉(zhuǎn)位重復(fù)精度高苍苞,容屑空間大。
根據(jù)被加工材料特點(diǎn)涉姆,并考慮切削過程中刀刃的磨損耕粪,采用TiC+Al2O3+TiN復(fù)合涂層刀片。這種刀片可減小切屑與刀具的摩擦绳弯,在切削高溫下仍可保持高硬度及良好的抗氧化性妨宙,從而可提高刀片使用壽命,降低零件表面粗糙度耗砖。
2 伐歇、刀具設(shè)計(jì)方法
需加工的差速器殼體內(nèi)球面尺寸分別為S=f138.5mm、f124mm廉旅、f161mm磁姻。工件材料:球墨鑄鐵GH45-33-15(芯部硬度HB150~190)。加工精度要求:相對于基準(zhǔn)的位置度公差為f0.03mm桌苔,表面粗糙度Ra1.6μ革睬;m。切削用量:切削速度vc=2m/s腻喇,進(jìn)給量f=0.4mm/r竣康,切削深度ap=3mm。加工機(jī)床:S1-325型數(shù)控機(jī)床瓢谢。
刀具設(shè)計(jì)步驟如下:
根據(jù)被加工零件材質(zhì)及加工要求畸写,刀片材料選用YG6硬質(zhì)合金基體的新型復(fù)合涂層(TiC+Al2O3+TiN)刀片。根據(jù)被加工零件特點(diǎn)及切削參數(shù)氓扛,刀片緊固形式設(shè)計(jì)為螺銷壓孔式結(jié)構(gòu)枯芬。 可轉(zhuǎn)位刀片型式選用菱形國標(biāo)通用刀片,刀尖角為55°幢尚,法向后角為7°破停,單面有V型斷屑槽,刀片厚度S=3.97尉剩,刀尖圓角半徑re=0.4±0.1mm真慢;根據(jù)加工精度要求,刀片精度選用M級理茎。確定可轉(zhuǎn)位刀片型號為DCMT11T304-V1黑界。 ;
刀片切削刃長度Sa=ap/sinkrcosl=3/sin62.5°cos-4°=3.39mm皂林;粗車時(shí)應(yīng)滿足切削刃長度L≥1.5Sa=5.086mm朗鸠,所選刀片的主切削刃邊長L≈11.6mm蚯撩,可滿足切削要求。
機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭,車刀刀桿槽的幾何角度設(shè)計(jì)
已知參數(shù):刀片法向后角anb=7°抵刺,刀片刃傾角lsb=0°饲悟;車刀的獨(dú)立角度kr=62.5°,ls=4°衫喜,預(yù)選后角ao=4°根朱;刀桿槽主偏角krg=kr=62.5°,刀桿槽刃傾角lsg=ls=-4°可丝。則刀桿槽前角gog可按下式計(jì)算:tangog=(tananb-a0/cosls)/1+tananbtanao/cosls)coslsg=0.052364957
可得aog=2.9975528°敏盒,取aog=3°。驗(yàn)算車刀后角ao:arctan(tananb-tanaogcoslsg)cosls/(1+tananbgogcoslsg)=0.06992572 可得ao=3.99°氓愿,與預(yù)選后角ao=4°接近翁凳,表明預(yù)選后角值合理。
確定可轉(zhuǎn)位車刀刀桿與刀夾聯(lián)結(jié)方式:根據(jù)機(jī)床型號及中心高咪轩,為增加刀桿強(qiáng)度县趴,刀桿截面尺寸設(shè)計(jì)為不等截面,裝刀刀夾與刀桿通過楔面自鎖聯(lián)結(jié)憔辞,可使刀具裝卸快捷页衙、準(zhǔn)確摊滔、可靠阴绢。
3、設(shè)計(jì)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭
采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車削方法替代原球面锪鉆加工方法后艰躺,不需制造專用夾具呻袭,在數(shù)控機(jī)床上一次裝夾即可完成差速器殼體內(nèi)球面的加工。由于減少了換刀等輔助工時(shí)腺兴,提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率左电,刀具無需刃磨,耐用度提高页响,使生產(chǎn)效率提高2倍篓足,刀具成本降低75%。由于避免了原加工方法因刀具重磨帶來的加工誤差闰蚕,產(chǎn)品質(zhì)量也得到有效保證栈拖。
質(zhì)量分析
一般使用的硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動(dòng)鏜刀,其主要特點(diǎn)是切削兼寬刃口擠壓成形没陡,鏜后的孔表面緊密光滑涩哟。由于鏜刀在孔中呈浮動(dòng)狀態(tài),對底孔的圓柱度和同軸度要求較高焊循。使用浮動(dòng)鏜刀技術(shù)要求較高帝愉,經(jīng)常產(chǎn)生孔尺寸不穩(wěn)定和振紋等問題最咖。
1、鏜刀桿上刀孔加工誤差對鏜孔質(zhì)量的影響暖麻。
刀孔尺寸12F7中心平面與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心有偏差碑甘,原因?yàn)棰俚犊准庸づc刀桿中心有偏差;②刀桿安裝與主軸回轉(zhuǎn)中心有偏差(車床上使用時(shí)較易產(chǎn)生)瘾手,由于12F7的中心平面與回轉(zhuǎn)中心存在偏差廉贤,當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)隨旋轉(zhuǎn)角度變化而方向也改變的徑向分力遥妒,這樣鏜出的孔徑將會大于浮刀尺寸卧蒂。
刀孔尺寸25F7兩側(cè)面與旋轉(zhuǎn)中心不垂直。如果刀孔尺寸25F7兩側(cè)面與刀桿中心不垂直珍询,則浮動(dòng)鏜刀將在孔中傾斜圆乡,這樣鏜出的孔徑將變小,而且還會產(chǎn)生明顯的刀痕策橘。刀孔尺寸的制造誤差炸渡。鏜刀與刀孔為間隙配合,如果間隙太大丽已,鏜孔時(shí)就會產(chǎn)生抖動(dòng)蚌堵,這樣將使加工出的孔徑尺寸不穩(wěn)定,并產(chǎn)生振紋沛婴。
2吼畏、半精鏜孔質(zhì)量對浮銷的影響
半精鏜孔質(zhì)量的好壞,直接影響浮動(dòng)鏜削的質(zhì)量嘁灯。在浮動(dòng)鏜孔之前泻蚊,半精鏜孔必須達(dá)到圓柱度、同軸度要求丑婿,表面粗糙度要低于Ra3.2性雄。此外,半精鏜后余量不能太大羹奉,一般比鏜刀尺寸小0.06-0.12秒旋。
3、鏜削用量對浮鏜質(zhì)量的影響
合理選用適當(dāng)?shù)溺M削用量也很重要诀拭,鏜削速度和進(jìn)刀量過大或過小援丐,都會影響孔徑尺寸和光潔度,合理的切削用量為:鑄件Vc=12m/min瓣挂,f=1-2mm/r眨捶;鋼件Vc=10m/min,f=0.5-1mm/r类埋。
4履字、如何提高鏜削質(zhì)量
從以上分析來看猪褐,影響浮動(dòng)鏜削質(zhì)量的關(guān)鍵是刀孔的加工精度,而傳統(tǒng)的刀孔只能通過插削加工攀瘟,不能保證較高的形位公差和蛀、尺寸公差和光潔度。
在鏜削較深內(nèi)孔時(shí)诉玲,由于鏜桿的剛性受到限制搂棱,鏜削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng),使浮鏜尺寸精度和光潔度下降沫流。通過改成圖4形式后偏控,由于“O”型圈的支承作用,將大大增強(qiáng)鏜削的穩(wěn)定性滑沧。不同尺寸的內(nèi)孔并村,只要更換相應(yīng)尺寸的活塞,較方便滓技。從使用效果來看哩牍,基本解決了加工深孔所產(chǎn)生的質(zhì)量問題。
另外令漂,浮動(dòng)鏜削時(shí)應(yīng)加柴油冷卻與潤滑膝昆,浮刀導(dǎo)向角要全部移入孔內(nèi)后方可鏜削。
發(fā)展趨勢
新型鏜刀可縮短工藝過程中的調(diào)刀時(shí)間叠必,幫助用戶高速荚孵、小批量地生產(chǎn)產(chǎn)品,從而保證工廠和車間及時(shí)完成生產(chǎn)加工任務(wù)挠唆。此外处窥,這種鏜刀自身可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)、修正磨損玄组、補(bǔ)償誤差或自動(dòng)成形。以KomTronic鏜刀為例谒麦,這一系列的侍服傳動(dòng)鏜刀由美國Komet公司生產(chǎn)提供杏住。鏜削加工頭內(nèi)的滑板由侍服電機(jī)傳動(dòng),它控制著脈沖援愁,使鏜桿向較大的直徑方向移動(dòng)贫拭,或支持其向較小的直徑方向移動(dòng)。這一機(jī)構(gòu)提高了鏜床的加工精度径揭,不需采用手工調(diào)節(jié)的方法調(diào)節(jié)螺絲耍叮。
Komet公司的工程師們也在鏜桿內(nèi)安裝了導(dǎo)軌,采用伺服電機(jī)來傳動(dòng)鏜刀片雌夕,可使一錐形刀桿軸向移動(dòng)滋评,也可使鏜刀片向外擴(kuò)大到更大的直徑或向內(nèi)縮小到更小的直徑朵泌。這取決于鏜刀的設(shè)計(jì),它可通過一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)购廊,自動(dòng)地對兩個(gè)平面進(jìn)行補(bǔ)償岳舔。鏜刀頭的行程范圍可以變化,比如MO42可以在-1.0~+1.5mm的行程范圍內(nèi)調(diào)節(jié)1mm刃镶,而U軸可偏離中心移動(dòng)高達(dá)±25mm躲扣,鏜削精度可達(dá)±10mm。
盡管這種自動(dòng)化系統(tǒng)的費(fèi)用較高丸升,但其投資能夠很快得到回報(bào)铆农,特別是在大批量生產(chǎn)過程中。比如在汽車工業(yè)中狡耻,MO42鏜刀頭可根據(jù)儀表測量值對連桿的每一次切削進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)顿涣。再比如,一個(gè)U軸鏜削系統(tǒng)在鏜削時(shí)酝豪,可使一臺加工中心的加工能力在某種意義上像車床那樣涛碑,能夠切削凹面和進(jìn)行倒角,有效地增加了一個(gè)加工軸孵淘。同時(shí)蒲障,一臺加工中心可以鏜削一個(gè)在高速情況下難以在卡盤上裝夾的零件。因?yàn)榇藭r(shí)旋轉(zhuǎn)的只是鏜刀瘫证,而工件是不旋轉(zhuǎn)的揉阎,因此加工中心可以用這種刀具在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加工生產(chǎn),以達(dá)到所要求的表面光潔度背捌。
1毙籽、智能刀具
Makino公司使用的是Smart系列智能刀具。Makino公司采用的方法不是利用電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)蝌飘,而是采用切削液使其通過刀具北拌,在流經(jīng)切削區(qū)潤滑和冷卻前,迫使切削液起到另一個(gè)作用跑既,那就是幫助清除切屑稼崎。一種稱作冷卻液可調(diào)鏜桿或CABB的雙重鑲刀片設(shè)計(jì)形式的鏜刀,其中包含一個(gè)內(nèi)部的尼龍氣囊轿白。隨著壓力的增加清农,氣囊隨之膨脹,迫使含有鑲刀片刀架上的兩個(gè)刀片向外擴(kuò)張罢摧,因此使刀具的直徑擴(kuò)大栽寄。
然而,為了適應(yīng)氣囊的要求拆聋,鏜刀所需的局限直徑至少應(yīng)為51mm纤耐。為了使這一機(jī)構(gòu)能縮套在鏜刀上姊呐,其直徑應(yīng)小到25.4mm,為此雌隅,設(shè)計(jì)組開發(fā)了一種“簡易密封”裝置翻默。Makino公司在兩個(gè)鑲刀片之間增加了一個(gè)夾心鋼片。這一中心件是固定的恰起,隨著壓力的增加修械,里面的液體將推動(dòng)刀片向外分離。
雖然Makino公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了精度達(dá)到0.51mm的鏜桿检盼,但其設(shè)計(jì)的大部分CABB鏜刀精度卻能達(dá)到0.25mm左右肯污。其原因是因?yàn)楫?dāng)?shù)毒叩木纫坏┐蟠蟪^這一數(shù)值時(shí),對于大部分工作而言吨枉,精度就開始過度下降蹦渣。大部分的鑲刀片在需要更換前,其磨損只有0.127mm或更少貌亭。因此柬唯,仍然有余地使刀具擴(kuò)大至第二次、甚至擴(kuò)大至第三次使用圃庭。
對Duratec 2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)缸體進(jìn)行精加工這一性能可以使其減少許多無效的生產(chǎn)時(shí)間锄奢,比如用于對偏移量的調(diào)節(jié)、更換刀具和通過鏜孔將刀具退出剧腻。這樣工划,就可以在進(jìn)刀過程中加工,并擴(kuò)大間隙一般在每一鏜孔的底部然后在退刀過程中進(jìn)行加工占找。CNC數(shù)控機(jī)床的軟件可以根據(jù)主軸背面獲得的壓力讀數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)恒左。為了達(dá)到很高精度,可采用氣壓表測量孔徑络务,并給閉環(huán)控制系統(tǒng)提供必要的反饋信息蔬旋。
Makino公司制造了一種能夠在切削過程中使鑲刀片徑向內(nèi)、外移動(dòng)的另一類液壓鏜刀蟹嫁,可鏜削略呈橢圓形的孔徑暗沉,其直徑≥51mm。由于CNC數(shù)控機(jī)床的切削液壓力是可變的讹玉,其鑲刀片后面的葉片彈簧既可以使鑲刀片向外推動(dòng)延伸,也可以在松弛后將它向內(nèi)拉緊刃伞。其每側(cè)最大的移動(dòng)距離為0.127mm挡辩。在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中,這一較小的移動(dòng)量足以使孔徑成形钥嫌,并糾正其圓柱度問題垃杖。
2男杈、 模塊式組合鏜刀
模塊式鏜刀即是將鏜刀分為:基礎(chǔ)柄(Basic Holder)、延長器(Extension)调俘、減徑器(Reduction)伶棒、鏜桿、鏜頭(Boring Head)彩库、刀片座(Insert Holder)肤无、刀片(Insert)、倒角環(huán)等多個(gè)部分骇钦,然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容(粗鏜宛渐、精鏜;孔的直徑眯搭、深度窥翩、形狀;工件材料等)進(jìn)行自由組合鳞仙。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量寇蚊,降低了成本,也可以迅速對應(yīng)各種加工要求展松,并延長刀具整體的壽命厕斩。
模塊式小徑內(nèi)孔鏜刀
模塊式鏜刀最先出現(xiàn)在歐洲市場,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)合作氏走,BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現(xiàn)在日本市場资妇,并逐漸取代了一體式鏜刀的地位。
現(xiàn)代鏜刀之所以能夠提供高精度和較大靈活性的另一因素是模塊式組合鏜刀的制造商也像其他的制造商那樣讥燎,已經(jīng)投資了較好的生產(chǎn)加工工藝水矢,以便充分發(fā)揮現(xiàn)代機(jī)床的加工能力。因此掰魁,模塊式組合鏜刀具有更高的精度巩顶。零件的組裝重復(fù)精度達(dá)到0.0127~0.0178mm是可以接受的。情況不再如此了低流。Ingersoll刀具公司的模塊式組合刀具一般的公差尺寸范圍為2~4mm日病。
Ingersoll公司的模塊式鏜刀可根據(jù)用戶的需要,直接將庫存的模塊元件組裝成鏜削系統(tǒng)辨蓄。當(dāng)然秦辆,這并不是意味著單件的實(shí)心鏜桿將很快在任一時(shí)間退出歷史舞臺。Ingersoll公司也投資了一條實(shí)心鏜桿生產(chǎn)線祠乃,使用導(dǎo)向塊作為它們的起點(diǎn)梦重,他們可能會應(yīng)用PCD鑲刀片加工有色金屬,或使用CBN鑲刀片加工鑄鐵。只需調(diào)節(jié)刀片的前琴拧、后角降瞳,就能夠使孔徑達(dá)到相應(yīng)的精度要求。
這類鏜桿不需要隨同鉆孔就可以自動(dòng)鏜孔蚓胸。有時(shí)候挣饥,Ingersoll刀具公司根據(jù)所謂的可控刀桿來生產(chǎn)這類鏜桿,就可以對主軸和工件之間任何未經(jīng)校準(zhǔn)的地方進(jìn)行補(bǔ)償沛膳,因此效果非常不錯(cuò)扔枫。這些刀桿上裝有調(diào)節(jié)螺絲,可補(bǔ)償X軸和Y軸的傾斜角度于置,從而使操作人員可根據(jù)工件的相對位置來測量調(diào)節(jié)刀具茧吊。
這類刀具的其中一項(xiàng)用途就是鏜削加工汽車的閥座。生產(chǎn)一種特殊的刀具應(yīng)用于一種可控的刀桿上八毯,也許就能夠使客戶不必對氣缸體或氣缸蓋進(jìn)行磨削加工搓侄,其經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。
3予乏、聯(lián)軸機(jī)構(gòu)提高鏜刀的穩(wěn)定性
鏜削加工技術(shù)的另一新發(fā)展導(dǎo)致采用更好的刀具夾持方式偿寥。例如為了能夠在車床上進(jìn)行鏜削加工,Sandvik Coromant公司開發(fā)了一種稱作EasyFix易于夾持的套筒蟹游,這種套筒簡化了刀具在中心線死點(diǎn)上的調(diào)節(jié)程序填级。當(dāng)安裝較小直徑的鏜桿時(shí),這一功能可以幫助用戶節(jié)約很多時(shí)間蔓捡,因?yàn)檩^小直徑的鏜桿較難控制怜人,一般應(yīng)用于中心線偏差較小而危害極大的地方。
對于旋轉(zhuǎn)刀具的應(yīng)用領(lǐng)域而言擦灸,Sandvik公司的工程師們將全部精力集中在刀具的穩(wěn)定性方面癌羞。在過去,人們將刀具夾持在只有直柄和幾個(gè)螺絲的端銑刀夾座上剂撑。使用Allen螺絲的普通夾持機(jī)構(gòu)和鏜刀夾座只能對直徑產(chǎn)生7%~10%的影響力豌富。由于接觸量較少,因此不太穩(wěn)定苞毡,容易產(chǎn)生振動(dòng)铅乡,尤其在今天切削速度普遍較高、而又處于長期懸掛的情況下更是如此烈菌。因此阵幸,許多刀具制造商重新又回到了制圖板前,開始開發(fā)可提高穩(wěn)定性的聯(lián)軸機(jī)構(gòu)芽世。
在Sandvik公司侨嘀,工程師們使用該公司的Coromant Capto聯(lián)軸機(jī)構(gòu)臭挽,這種機(jī)構(gòu)是以多邊形系統(tǒng)為基礎(chǔ)的捂襟,可以使鏜桿的接觸面沿著其聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的軸線部分均勻地分布在圓周上咬腕。夾座后的活動(dòng)螺絲以大約35.6N的軸向拉力,將該機(jī)構(gòu)的各零件一起拉向鎖緊錐體上葬荷。這樣涨共,不但獲得了面對面的接觸,而且還保證了刀具四周的夾持力宠漩。聯(lián)軸夾持機(jī)構(gòu)可使切削力分布在整個(gè)多邊形的周圍举反,每一聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的偏差為0.0051mm。
由于其接觸面大扒吁、軸向拉力高火鼻、光滑的淬火表面硬度達(dá)RC63,因此其所產(chǎn)生的穩(wěn)定性和剛性使模塊式組合刀具比實(shí)心刀桿具有更好的優(yōu)越性邀耽。各元件之間的連接點(diǎn)不但不會產(chǎn)生振動(dòng)穗蚌,而且還可以將鏜桿分成幾個(gè)部分,從而使其與更加合適平葡、有利的頻率協(xié)調(diào)崭守。采用這種概念的模塊式組合刀具,實(shí)際上其加工性能比實(shí)心鏜桿更加穩(wěn)定宗而。
盡管采用更加穩(wěn)定的設(shè)計(jì)和更好的生產(chǎn)技術(shù)具有重要的意義浙辫,但不平衡性是該工藝所固有的缺點(diǎn),在現(xiàn)今高主軸轉(zhuǎn)速的情況下已變成了一個(gè)尖銳的問題攻躏。加工鏜刀一般是一種在主軸上偏心安裝的刀具郊檐。刀具的移動(dòng)方向垂直于旋轉(zhuǎn)軸,并由此而產(chǎn)生較大的不平衡性跃唧,從而對直徑進(jìn)行修正茴怀。由于在過去幾年中,主軸的速度在不斷提高剩喧,因此要保持公差精度和較好的表面光潔度就越來越困難了寺晌。
4、提高鏜刀的平衡性
鑒于此澡刹,幾十年來呻征,鏜刀制造商們在鏜刀頭上增加了平衡配重裝置。采用這種類型的第一代產(chǎn)品需要技術(shù)和時(shí)間罢浇。在調(diào)節(jié)直徑的同時(shí)陆赋,操作人員需要手工調(diào)節(jié)重量,技術(shù)人員需要在平衡機(jī)上測定刀具嚷闭,調(diào)節(jié)配重裝置攒岛,直到刀具達(dá)到平衡為止。如果對刀具的調(diào)節(jié)需要盡可能擠出每一秒時(shí)間的話,采用這類方法所花的時(shí)間實(shí)在是太長了灾锯。
為此兢榨,像BIG Kaiser精密刀具公司那樣的刀具制造商們開發(fā)了可自動(dòng)補(bǔ)償平衡的鏜刀頭,用戶在鏜削直徑時(shí)可使鏜刀起到平衡的作用顺饮。當(dāng)鑲刀片移動(dòng)時(shí)吵聪,配重裝置也在相反的方向上不斷地移動(dòng)來補(bǔ)償平衡。因此沿阁,只需作一次調(diào)節(jié)嫌盲。這種方法既可節(jié)約時(shí)間,又可降低產(chǎn)生誤差的機(jī)率铆贞。
Command公司還安裝了一種內(nèi)置機(jī)構(gòu)赐赁,在加工特殊的直徑時(shí),可簡化其Urma MicroMax鏜刀頭的平衡程序伶摩。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是可以讓操作人員精確地平衡鏜刀頭雕踊,而不需要將它們放在平衡機(jī)上測量。這種方法可以比普通的刀具采用更高的鏜削速度务囤。在平衡狀態(tài)下的鏜削加工灌当,還能提高正圓度和表面光潔度。在某些情況下幅挂,當(dāng)旋轉(zhuǎn)的速度高達(dá)20000r/min時(shí)京球,鏜刀頭就會充分發(fā)揮出這些優(yōu)越性。
在穩(wěn)定性方面的改善并不局限于鏜刀頭的創(chuàng)新腺帽。刀具制造商也在努力采取各種措施怎晰,以克服鏜刀的振動(dòng)問題,例如在其內(nèi)部安裝一些防振機(jī)構(gòu)敛苇。安裝這些機(jī)構(gòu)以后妆绞,可延伸其實(shí)際長度:使直徑縱橫的比例或懸臂長度達(dá)到直徑的15倍。在某些情況下枫攀,如果能夠正確地使用協(xié)調(diào)原理和鑲刀片幾何形狀括饶,Sandvik Coromant公司還可使鏜桿的長度達(dá)到直徑的20倍。
雖然防振裝置會增加鏜桿的成本来涨,但Sumitomo公司認(rèn)為其新型防振X鏜桿將能改變這一技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性能图焰。這種鋼制的鏜桿包括一個(gè)簡單的機(jī)械防振裝置,據(jù)報(bào)告稱該裝置可以很好地控制振動(dòng)蹦掐,從而可產(chǎn)生很高的表面光潔度技羔,在6倍直徑的情況下,可延長刀具的使用壽命卧抗。
刀具系統(tǒng)具有更好的平衡性和更大的剛性藤滥,這一優(yōu)點(diǎn)使它能夠配置應(yīng)用一些鑲刀片技術(shù)鳖粟,對于鏜削加工而言,意義重大拙绊。例如向图,Sandvik Coromant公司已經(jīng)在其精加工鏜刀系列上增加了帶有清掃裝置的鑲刀片。因?yàn)樵谇鍜哐b置幾何形狀上的刃面較長战架,而且清掃裝置也加強(qiáng)了刀尖半徑砸新,并使刀刃能保持較長的切屑。清掃裝置的幾何形狀不僅提高了進(jìn)給速度咸壮,而且也提高了表面光潔度,實(shí)際上還省去了磨削工序均壳。因?yàn)樗鼈冞€允許采用很鋒利的刀刃漆究,要在孔徑上保持0.5‰的公差是很不尋常的。
當(dāng)然拔翠,在切削過程中的接觸面越大所產(chǎn)生的摩擦力就會越大钉榔。因此,Sandvik公司為其清掃器鑲刀片設(shè)計(jì)了特殊級別和特殊幾何形狀翅窥,從而使切削動(dòng)作盡可能地自由圣钝,以限制熱量的產(chǎn)生,并承受所可能產(chǎn)生的額外熱量没惶。Sandvik公司還推薦使用通過刀具的切削液肖喂,以幫助冷卻切削區(qū)域,使其保持很好的公差尺寸庆杜。
為了提高粗加工的生產(chǎn)率射众,Sandvik公司引進(jìn)了三刃模塊式組合鏜桿CoroBore 820。該公司的工程師們?yōu)檫@一旋轉(zhuǎn)刀具開發(fā)了一種模塊式結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌系統(tǒng)晃财,代替普通的套筒式機(jī)構(gòu)叨橱,以使其能夠固定安裝到雙刃鏜桿上的兩個(gè)孔穴中。額外增加的孔穴可比雙切削頭形式的裝置的生產(chǎn)率提高50%断盛。
現(xiàn)代鏜刀較好的平衡性和穩(wěn)定性罗洗,還具有另一重要的優(yōu)點(diǎn),這就是它們可以使用有先進(jìn)材料制成的鑲刀片钢猛,例如CBN鑲刀片和帶有PCD刀尖或PCD刃面的鑲刀片伙菜。為了改善高轉(zhuǎn)速鏜刀的平衡有效性,Seco Carboloy公司曾經(jīng)做過許多試驗(yàn)厢洞,特別是對于像鋁材那樣的有色金屬仇让。
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