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長(zhǎng)徑比超過100倍的深孔解決方案

2016-11-08 11:43??點(diǎn)擊:

1.基本概述 深孔鉆削是指孔深和孔徑比大的孔加工,正常鉆削技術(shù)所生產(chǎn)的孔,其孔深極少超過5倍直徑,而在深孔鉆削中,此比例可高達(dá)150﹕1,并且,任何孔深大于5倍直徑都應(yīng)稱為深孔。鉆削的基本原則:應(yīng)用和糾正切削速度與進(jìn)給的選擇,切削良好的斷屑和排屑性能,同時(shí)不損壞刀具和工件。對(duì)于孔深孔徑比大于5的深孔,必須保證一鉆到底,不能中途退出,切削液能順利地流進(jìn)鉆頭的切削刃處,并能保證順利排屑。
1.基本概述
  深孔鉆削是指孔深和孔徑比大的孔加工,正常鉆削技術(shù)所生產(chǎn)的孔,其孔深極少超過5倍直徑,而在深孔鉆削中,此比例可高達(dá)150﹕1,并且,任何孔深大于5倍直徑都應(yīng)稱為深孔。鉆削的基本原則:應(yīng)用和糾正切削速度與進(jìn)給的選擇,切削良好的斷屑和排屑性能,同時(shí)不損壞刀具和工件。對(duì)于孔深孔徑比大于5的深孔,必須保證一鉆到底,不能中途退出,切削液能順利地流進(jìn)鉆頭的切削刃處,并能保證順利排屑。深孔鉆削加工鉆頭進(jìn)入工件時(shí),是在半封閉條件下工作,因此受到較多限制:不能直接觀察到刀具切削情況;切削熱不易傳散,必須采用強(qiáng)制有效的冷卻方式;排屑困難;鉆桿需要足夠的剛性。深孔加工注意問題:切屑處理問題,冷卻潤(rùn)滑,合理導(dǎo)向。
    槍鉆(見圖1)的鉆柄是空的,由內(nèi)外部供應(yīng)的切削液流經(jīng)鉆頭內(nèi)輸送管,并強(qiáng)行流經(jīng)切削頭內(nèi)的孔。鉆柄外側(cè)有一個(gè)沿著長(zhǎng)度方向的V形槽,切削液攜帶切屑通過此V形槽,并經(jīng)過鉆頭外側(cè),最終切屑從孔中排出。槍鉆可應(yīng)用于普通加工中心,但是需要高壓力的切削液。

                                                     圖1  槍鉆系統(tǒng)示意圖
2.任務(wù)來源
    某殼體零件(見圖2)有兩個(gè)直徑4mm、1個(gè)直徑5mm且深度都超過700mm的深孔。普通設(shè)備無法加工,必需使用專用的深孔加工設(shè)備。這就要用到深孔專用加工設(shè)備——數(shù)控深孔鉆床。數(shù)控深孔鉆機(jī)床是專門用于深孔加工的數(shù)控設(shè)備,加工的孔徑小、深度大,孔徑與孔深比達(dá)到1﹕100,一般的數(shù)控設(shè)備無法完成。

                                                    圖2   深孔零件
    數(shù)控深孔鉆機(jī)床(見圖3)是專門用于深孔加工的數(shù)控設(shè)備,加工的孔徑小、深度深,徑深比達(dá)到近1﹕100,一般的數(shù)控加工設(shè)備無法完成。數(shù)控深孔鉆工作原理是采用不對(duì)稱切削加工,不需用傳統(tǒng)的中心鉆來完成定位要求。

                                                  圖3 數(shù)控深孔鉆
3.解決方案
  數(shù)控深孔鉆床使用(見圖4),經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),1個(gè)深孔加工動(dòng)作宜采用“三級(jí)加工法”:定位鉆削、導(dǎo)向鉆削及正常鉆削,稱為“三級(jí)鉆孔技術(shù)”。三級(jí)鉆孔需要根據(jù)不同的鉆孔深度采用不同的切削速度,目前機(jī)床自帶的數(shù)控鉆孔指令只能完成1個(gè)鉆孔深度和1個(gè)切削速度,如何使用常用的鉆孔指令來實(shí)現(xiàn)三級(jí)鉆孔可分兩種方法:①手動(dòng)干預(yù):根據(jù)不同的鉆孔深度,人為的手動(dòng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)切削速度。②重復(fù)進(jìn)給:對(duì)同一個(gè)孔分別進(jìn)行編制3個(gè)鉆孔程序,指令不同的鉆孔深度和切削速度,進(jìn)行重復(fù)操作。

                                                                                  圖  4
4.改進(jìn)方法
  對(duì)于上述兩種方法的弊端,通過查閱機(jī)床說明書,使用“頭腦風(fēng)暴法”,提出各種解決方案。最終采納開發(fā)一個(gè)三級(jí)階梯鉆削指令方案。分別賦予三級(jí)深度與三種不同速度,通過參數(shù)化、智能化及人性化設(shè)計(jì),省去手動(dòng)干預(yù)的繁瑣與重復(fù)進(jìn)給所浪費(fèi)的時(shí)間。

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