?鏜床深孔加工的技巧 - 加工中心
在鏜床工序中,，深孔精密加工一直是孔加工中的難題,，加工周期長，鉆頭,、絞刀等工具損耗嚴重、而本單位產(chǎn)品的深孔工件又比較多,、為此,、設計新結(jié)構(gòu)的刀具和工藝系統(tǒng)是改善深孔精密加工效果的有效方法。針對材料為40Cr(調(diào)質(zhì))鋼,、長度為2800mm,、孔經(jīng)為Φ60+0. 08 mm、表面粗糙度為Ra0.8μm,、直線度為0.12mm的缸體內(nèi)孔精密加工,，研制整套自導向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)，經(jīng)實際生產(chǎn)驗證,，加工效果較好,，具體方法如下： 1、自制導向鏜鉸刀自制導向鏜鉸刀,，所用刀片材料為YW1,用楔塊壓緊在刀體上;導向體材料為T15（經(jīng)淬硬處理）,，其外圓比刀片部位略小0.04-0.06mm。刀片和導向套的外圓表面均需研磨,，使其表面粗糙度比工件加工后的孔壁粗糙度要求至少高一級以上,。導向體內(nèi)孔兩端有材料為ZQSn10-1的襯套，襯套內(nèi)孔與刀體為間隙配合,。刀體,、導向套、單向推力球軸承和鎖緊螺母組裝后,，要求導向體及單向推力球軸承轉(zhuǎn)動靈活,，無軸向竄動；將鏜鉸刀頂裝在偏擺儀上,，用百分表檢查,，其刀片部位和徑向全跳動應不大于0.01mm，導向體繞刀體轉(zhuǎn)動時的徑向跳動應不大于0.02mm,。 鏜刀刀片的主要參數(shù)為：刃傾角λ=3°,，前角γ=0°~3°,，后角α=5°~8°，切削刃棱寬f1=0.05~0.08mm,導向刃棱寬f2=0. 2~0.25mm,， 鏜鉸內(nèi)孔時,，刀具的斷屑性能至關(guān)重要。如果切屑經(jīng)常纏繞在鏜桿或刀具上,，就可能損壞刀片,，損失已加工表面，且易堵塞出油管,。因此,，進行深孔鏜鉸加工時一定要保證斷屑穩(wěn)定可靠，即加工時切屑應定向流出,，先卷曲后折斷,。為此需在刀片前處磨出一月牙洼狀的斷屑槽，使切屑卷成小卷,，并越卷越大,，直至受刀具前面和切屑表面的擠推而彎曲折斷。月牙洼槽可在工具磨床上磨制,，然后用20％白泥加80％碳化硅粉用水調(diào)成糊狀作為研磨劑,，用圓弧半徑為1~1.5mm的鑄鐵研磨輪研磨15~30秒鐘，即可達到要求,。月牙洼槽的主要參數(shù)為：倒棱寬度f=0.55~0.85mm,，槽寬B=1.3~1.5mm。 鏜鉸刀開始加工時,，導向體對刀體可相對轉(zhuǎn)動,，因拉刀切削而產(chǎn)生的軸向力由單向推力球軸承承擔，導向體與被加工孔壁保持滾動摩擦狀態(tài),。過去設計的鏜鉸刀沒有可轉(zhuǎn)動導向體,，而是在刀體外圓表面上布置了四處導向塊，由于導向塊太短,，切削時,，已加工孔壁處于滑動摩擦狀態(tài)，導致孔壁不規(guī)則的周期性硬擠壓而出現(xiàn)黑色條紋,，未被擠壓部位則呈現(xiàn)灰白色條紋,。所以使加工后的孔壁全長表面形成明暗相間、有一定寬度的環(huán)狀條紋,。通過改進設計,，采用可轉(zhuǎn)動導向體后，加工后孔壁環(huán)狀條紋消失，呈現(xiàn)出均勻光滑的黑色表面,。 采用該鏜鉸刀加工時,，切削參數(shù)為：轉(zhuǎn)數(shù)n=100~120r/min,切深t=1.5~2.5mm(單邊)，走刀量S=0.3~0.5mm/min,。 2,、鏜鉸孔的工藝系統(tǒng)深孔鏜鉸工藝系統(tǒng)可安裝在臥式鏜床或銑鏜床上進行加工。首先將工件上的孔粗鉆至Φ77mm,；然后用兩個V形塊裝夾工件,， 兩端的固定圈用螺栓與工件外圓緊固，再將端蓋,、O形密封圈用內(nèi)六角螺釘與固定圈緊固,，最后從右端將鏜桿連同鏜鉸刀一起送進，鏜桿穿過襯套后,，鏜桿端頭插入萬向節(jié)套,，用錐銷鎖定，再把定位套連導套一起套上鏜鉸刀,，將定位套與右端固定圈連接緊固。安裝完畢后,，啟動油泵電機,，將冷卻油泵入工件內(nèi)孔，然后啟動機床,，鏜桿旋轉(zhuǎn),，開始進行切削加工。油泵參數(shù)為：壓力8Mpa,，流量121/min,。冷卻液為硫化油（加入適量氯化石蠟）。冷卻油初起到冷卻刀具的作用外,，還可在刀片,、導向體與已加工孔壁之間起到潤滑作用，可減小摩擦,，并將切屑從左端出油管強行排除,。 該工藝系統(tǒng)的工件進給方向為向右移動，屬拉力切削方式,。與 推力切削相比,，其鏜桿、鏜鉸刀不承受軸向推力,，故振動明顯減小,， 刀片不易崩刃。刀具進入被加工孔時， 刀片的導向刃可起到導向作用,，刀片導向刃和轉(zhuǎn)動體始終支撐在被加工孔的孔壁上,，可平衡切削產(chǎn)生的徑向切削分力，引導刀具順利入孔,，并可增強鏜桿的動態(tài) 剛度,，確保已加工孔的軸線不偏向，從而提高深孔的直線度,。 刀片導向刃的另一作用是對孔壁起到擠壓作用,。在加工中，導向刃在切削力作用下,，擠壓被加工孔的孔壁,，使其產(chǎn)生劇烈的彈塑性變形，從而熨平因切削加工形成的表面刀紋,，降低孔的表面粗糙度,。此外，在導向刃與孔壁的強擠壓接觸區(qū),，擠壓高溫很高,，可使金屬發(fā)生相變。由于導向刃的作用,，導致孔壁附件金屬層里的金相纖維拉長,，晶格畸變。在充分冷卻潤滑條件下,，表層金屬急劇冷卻形成冷作硬化層,，并在孔的表層金屬基體內(nèi)產(chǎn)生殘余應力，從而提高了孔壁表層的金屬強度,。由此可知,。深孔加工的質(zhì)量并非只取決于刀具切削刃的加工狀況，而是與刀刃的切削,，導向刃的表面擠壓及導向體的支承等均有很大關(guān)系,。 在深孔加工中，由于鏜桿較細長,，其扭轉(zhuǎn)振動將直接影響加工精度,，刀具耐用度和切削效率。如果有效控制鏜桿振動,，即可提高深孔加工精度,。為此、研制的自導向鏜鉸刀上右切削刃,、導向刃和滾動導向體,，工件左端又有襯套可支承鏜桿,，并采用拉力切削方式，從而有效解決了鏜桿振動問題,，提高了深孔加工精度和孔壁表面質(zhì)量,。 3、實際加工效果采用自導向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)對缸體孔進行加工后,，經(jīng)檢測,，工件孔壁表面呈現(xiàn)均勻的黑色光亮表面，表面粗糙度可達Ra0.8μm,孔的尺寸偏差范圍為0.02~0.05mm,，孔的直線度用止,、通量規(guī)檢驗合格。進一步采用測微法測量孔的直線度：先將工件孔調(diào)平,，在孔的端口將指示器從端口探入孔中約300mm,，經(jīng)測量若干截面后，取其******誤差值作為直線度誤差,，測量結(jié)果小于0.02mm,，全長直線度誤差值小于0.08mm。刀具耐用度可加工4個工件,。每加工完一件工件后,，必須用金剛石、油石精研刀片刃口,，若發(fā)現(xiàn)刀片崩刃且經(jīng)研磨無效時,，應及時更換刀片。再加工過程中,，若出現(xiàn)斷屑不良或因切屑堵塞造成加工中斷，應及時退出刀具進行清理,。此外,，斷屑槽的磨制質(zhì)量也直接影響斷屑效果，因此應嚴格按照設計要求磨制斷屑槽,。 此項成果在企業(yè)所有產(chǎn)品零件深孔加工中廣為應用,，效果顯著，在提高效率的基礎上,，合格率達99%,。