機械加工深孔加工技術探索
時間:2022-07-30 11:50:33
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摘要:深孔加工技術是工業生產的重要技術,隨著科技的發展,各行各業對深孔加工技術提出了更高的要求。本文從深孔加工技術的特點出發,探討了深孔加工技術的措施與發展。
深孔加工是機械加工的重要部分,深孔加工技術難度大、質量要求高,現代生產技術的發展影響重大。深孔加工和刀具材料有緊密的聯系,應該根據實際工作的需要,為設備的選擇和工藝的設計路線方面做好準備。
1深孔加工技術的特點
深孔加工技術是工業生產的重要技術。20世紀80年代后期經濟快速發展,各行業對深孔加工技術提出了廣泛需求。深孔加工工作量大,成為機械加工的重要工序。隨著科技的進步,新型高硬度的難加工零件不斷出現,對深孔加工效率成本提出了更高的要求。研究深孔加工新工藝材料等成為人們關注的問題。
1.1技術難度大
深孔加工在半封閉狀態下進行加工,不能直接觀察走刀狀況,增加了施工難度,切屑在深孔中產生,容易造成機械堵塞。鉆頭細長容易發生震動,出現加工垂直度、粗糙度的偏差。封閉的環境導致散熱不便,鉆頭溫度上升,容易磨損。
1.2工藝復雜
如果出現質量問題,加工出來的產品不能使用。深孔加工時,要考慮刀具的適應性、材料的性質。刀具的運行會產生金屬碎屑,如不能及時排出,會影響深孔加工的質量。所以其工藝較為復雜。
1.3質量要求高
當深度和孔徑的比例大于5時,即為深孔加工。深孔加工質量控制不到位,會影響機械加工效果。在機械加工中,應該嚴格控制各個環節的質量,以確保機械加工的效果。
2深孔加工技術措施
影響深孔加工切削參數的因素有四點:(1)不同的工件材料切削難易度不同,要合理選擇進給量。(2)鉆頭直徑越大,進給量也越大。切削速度于直徑無關。(3)進給量和切屑產生有密切關系。(4)刀具材料主要為帶有涂層的硬質合金,要選取相應的進給量保證加工質量。要達成高效加工的目標,關鍵是合理調整基本切削參數。要綜合考慮工件材料選擇切削參數。要充分考慮工藝的特殊性,來選擇各種工藝,深孔工藝中,應重視工藝路線,保證加工的質量水平。
2.1設備的選擇與準備
深孔加工要求保證質量,其前提是做好加工前的準備,創建良好條件。要使用專業的機械設備,機床和輔助設備作用巨大。為促進機械加工創立良好的條件,提高整體機械加工的質量。要選擇合適刀具,在加工前要先調試刀具。
2.2工藝路線的選擇與設計
工藝路線是機械加工中的指導思路,需考慮深孔加工的方法,根據零件特點選擇相關的工藝手法。深孔加工分為光整加工、半精加工、半粗加工等不同階段。應選擇合適的技術方法,如果對質量要求不高則不必分段。其工藝路線應根據結構具體特征、設備進行設置。深孔加工刀具技術發展快速,深孔加工技術應集中地安排工序,防止多次裝夾造成的誤差。要合理控制加工的余量。深孔零件的加工余量應適當增加余量。不同的刀具的角度余量不同,如偏角大的余量大于偏角小的,要根據質量要求設計余量。需要綜合考慮機械設備的結構特征,使用合適的加工方法,以推進深孔加工的進行。
2.3定位與切削
深孔加工需要準確的定位。常見的定位方法是內錐面的定位,注意直線度和余量,以保障定位的準確性。工件不動,刀具旋轉。工件旋轉,刀具持續進給運動完成切削。工件旋轉,刀具反方向運動,工件轉動,完成切削。
2.4碎屑的處理工作
切屑不易排出,但是,如果不及時排出,會導致加工受阻。必須考慮冷卻與排屑的處理。切屑在鉆桿內進行排屑,不會在孔壁與道具間發生摩擦,有助于保持鉆桿的穩定,還可以起到冷卻和潤滑的作用,保證深孔加工的效果。深孔加工過程中,成孔的空間很封閉,難以排出形成的切屑,沉積的切屑嚴重影響加工和加工的質量。排屑難度大。排屑的問題集中在切屑的處理上。不同的材料形成不一樣的切屑。寬窄、形狀和彎曲度會影響排屑效果。排屑是加工過程中的一個重要的工藝指標。排屑通道太長,切屑熱量大,難以散熱。應考慮冷卻系統。
2.5選擇冷卻與潤滑
深孔加工環境封閉,深孔加工時,孔內的加工封閉,這會導致溫度的上升,不利于加工。需要降溫處理。比如,使用潤滑液,減少加工時出現摩擦阻力。此外,切削時要保證潤滑的效果。所以,要用潤滑液達到冷卻與潤滑的作用,保障加工質量,延長刀具壽命。冷卻液與潤滑液還可以消音及減震。
3深孔加工技術的發展
目前,深孔加工技術處于發展階段,20世紀下半葉,有人認為BTA鉆使深孔加工達到技術頂峰;20世紀末,計算機技術進入發展高潮,發達工業國將制造業列為夕陽工業;20世紀80年代末,美國制造業面臨巨大危機。為促進國民經濟增長提出現金制造技術的概念。深孔加工技術自80年代末在西方工業國處于停滯狀況。50年代,槍鉆廣泛應用于民用裝備制造,實現槍鉆機床專業化制造,80年代前推出數控槍鉆機床,40年代推出的三種BTA刀具全用于初加工,未開發用于深孔加工刀具品種。80年代后國際深孔刀具為歐洲少數公司壟斷。深孔刀具在機床工具類產品中為最昂貴的品種。由于成本過高無法承受,使新型深孔加工技術開發成為制造業發展必須克服的薄弱環節。國內外很多研究人員對深孔加工理論等方面進行大量的研究,在排屑等方面提出很多解決辦法。目前世界上利用排屑深孔鉆削技術,可鉆削孔徑為φ1.8mm,多采用單管內排屑噴吸式深孔數控技術的發展,開展集成化深孔加工技術研究具有重要意義。80年代后,國內機床工業水平迅速發展,深孔機床發展滯后,在精度品種等方面與歐美有很大差距。數控深孔鉆孔在80年代末出現,改革開放初期,包括液壓件、工程機械等深孔加工技術為關鍵制造技術的各行業,預感到我國深孔加工技術落后導致必然后果。80年代,不少高校興起深孔加工技術研究熱潮,為中國深孔加工技術現代化發展奠定基礎。目前,深孔加工系統包括槍鉆系統、DF系統、噴吸鉆系統等。噴吸鉆系統屬于排屑深孔加工系統,系統經過狹小通道后,形成低壓區域。切削液從連接器上方的輸油口輸入,60%的切削液從小孔流向切削區域。剩余切削液可進入鉆桿內部,形成帶有壓力的區域,推出和吸入作用使得切屑高效排出。內排屑深孔加工技術誕生在槍鉆系統后,針對槍鉆系統維修麻煩等問題,通過改進加工,2BTA系統誕生。切削液由鉆桿外部和孔內部流向切削部分,切削液過濾后可以循環使用。30年代,槍鉆系統被廣泛應用在槍械管制造中,有自動導向功能,采取單切削切系統稱為槍鉆系統。此系統輸油器與2BTA系統大致相同。切削液分兩部分輸入,70%進入授油器,經過孔壁、鉆體流到切削刃。剩余30%進入抽屑裝置內部,在鉆桿末端形成負壓抽吸效果。
4高效數控深孔加工機床
現代化機械制造加工技術研究成為綜合型技術研究。包括機械制造等技術分類。加工工藝可采取多種形式,根據實際情況選擇。現代機械加工技術充分考慮生態資源的合理運用,向著綠色工業發展。深孔數控加工機床正朝著可靠化、模塊化方向發展,導軌等技術緊隨深孔加工的需求,可促進生產效率的提高。
4.1機床模塊
高效數控深加工機床左側床身上設置有固定工作臺,主軸模塊移動依賴精密T形槽,如果加工固定工件,可以拆開螺母,再裝上裝夾工具加工。輸油器使用模塊式結構,具有專業化、現代化特點。
4.2刀具系統
當前人們對深孔加工效率要求不斷提高,我國主要采用涂層技術,采取模塊化設計制造的方式解決刀具制造問題。考慮配套刀具、導向裝置的互相配合,通過合理設計,提高加工水平。
4.3切削參數優化
深孔加工技術難度大,選擇更加適合的加工刀具等具有合理性解決措施,有助于促進深孔加工技術的發展。
5結語
傳統深孔加工技術和信息技術融合是技術發展趨勢。應加強各個環節的質量控制,提高機械加工的質量。機械加工中孔的深度不同,深孔加工占比較高,研究機械加工深孔加工技術具有重要意義和經濟價值。
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作者:張思婉 單位:鄭州鐵路職業技術學院
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