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深孔加工刀具选用

时间: 2019-05-14 17:10:59 来源: admin

关键字: 深孔加工刀具选用 为了高功率、高质量地完结L32/40、L27/38机体中10~20倍径深孔的加工,规划并制造了深孔加工刀具——自定心深孔钻,该刀具最大钻深可达20倍径,远

 深孔加工刀具选用

 
   为了高功率、高质量地完结L32/40、L27/38机体中10~20倍径深孔的加工,规划并制造了深孔加工刀具——自定心深孔钻,该刀具最大钻深可达20倍径,远超高迈特KUB深孔钻10倍孔径的加工规模。在通用加工中心上,该刀具无需预钻底孔,可一次完结深孔加工,加工功率高,是枪钻加工功率的2.2倍。 
近几年,随着潍柴集团的不断发展,先后以许可证出产的方法从MAN公司引进了L32/40、L27/38、L21/31和L16/24四种系列机型,其间L32/40、L27/38系列机体作为自制件进行出产。
  在L32/40、L27/38机体中,呈现了许多10<L/D<20的深孔,例如副油道孔、贯穿螺栓孔及缸盖螺栓孔等,直径为30~55mm。这部分深孔的加工工作量占整个机体钻孔工作量的60%以上,怎么高功率、高质量地完结这部分深孔的加工,成为衡量工艺人员技能水平凹凸、加工工艺是否先进的一个重要依据。
  1.现有深孔加工方案
在孔加工技能范畴,孔加工分为深孔加工和浅孔加工。一般规则孔深L与孔径D之比>5的孔称为深孔,孔深L与孔径D之比<5的称为浅孔。
在通用加工中心上,L/D<10倍径的深孔加工,可选用深孔钻,比方高迈特的KUB深孔钻,该刀具具有自定心功用,可一次完结深孔加工,进给速度达120mm/min。
在通用加工中心上,L/D>10倍径的深孔加工,一般选用麻花钻或枪钻加工(其他加工方法,如BTA单管钻、喷吸钻等,对机床体系及内冷体系有特殊要求,在通用设备上不适合,本文不再介绍)。我厂选用枪钻技能,在落地镗铣加工中心上进行加工:①用钻头预钻底孔,直径留余量2mm。②用半精镗刀镗孔,直径留余量0.3mm。③用精镗刀镗孔,其直径比枪钻的直径大0~0.03mm。④用枪钻,以精镗孔为导向进行加工。
用上述技能加工深孔,需求4种刀具,其间前3种用于引导孔加工,依次为钻头、半精镗刀及精镗刀,最后1种为枪钻。本技能在满意加工要求的一起,具有以下缺陷:①加工深孔所用刀具数量多,添加刀具的收购本钱。②预加工引导孔,延伸深孔总加工时刻。③枪钻切削速度慢,加工功率低。因为枪钻结构刚度和改变强度低,使其运用的钻削速度下降,进给量较小,总体加工功率较低,对于直径为30~55mm的深孔,选用的进给速度通常在F60左右。④枪钻返修、刃磨难度高。因为枪钻结构为不对称形状,质心偏离中心,枪钻刃磨时,必须在全能刃具磨床或专用刃磨机床上,将枪钻装在专用夹具上进行刃磨,必须确保正确的几何视点和刃尖方位,这给刃磨和后期质量检测都带来必定的困难。
为了高功率、高质量地完结好10~20倍径深孔的加工,需求在现有加工技能的基础上,不断实验、不断探索,开发出新的深孔加工刀具。
2.10~20倍径深孔钻的规划及结构
规划并制造出如图1所示的深孔钻,该深孔钻属于内冷外排屑方法,切削液经过中空的钻杆内部,抵达钻头头部进行冷却光滑,并将切屑从钻头及刀杆外部的螺旋槽排出。该刀具最大可加工20倍径的深孔,远超高迈特KUB深孔钻10倍径的加工规模。
该深孔钻由刀杆、钻头和刀柄组成。刀杆与钻头选用过定位刚性联接,由螺钉把两者紧固。
(1)刀杆。刀杆为一体结构,经过杂乱的工艺加工完结,为深孔加工供给进深支撑。刀杆需求具有满意的强度、刚性,以便在较小的改变变形下,供给切削所需的转矩,一起又具有满意的耐性,减轻刀具高速旋转时发生的振荡。在确保刀杆具有满意的强度和刚性下,杆身两边的排屑槽、内部的水孔尽量做大,便于钻孔时的冷却光滑及切屑排出。在前期的工艺实验中,实验了40Cr、GCr15等资料,这两种资料制造的刀杆,运用中会呈现碎裂现象,初步分析发现刀杆的热处理硬度过高,在长时刻的振荡效果下,刀杆失效。后来,选用20CrMnTi,该资料是性能杰出的渗碳钢,经渗碳淬火后具有硬而耐磨的外表与坚韧的心部,具有较高的低温冲击耐性。经测定,本次制造的刀杆满意运用要求,渗碳层厚度在1mm左右,心部的热处理硬度在45HRC左右。
刀杆结构所示,其间,定心孔4为钻头供给中心定位,确保钻头坐落刀杆的正中心;定位面3为钻头供给端面定位,确保刀杆与钻头严密贴合;阶梯孔2经过此孔由螺钉,把刀头紧固于刀杆上;柄部1为削平刀柄,用来传递动力,该结构制造简略,与侧固刀柄联接便利。
(2)刀头(见图3)。定位销2与定位孔4合作;定位面1与定位面3合作;螺纹孔6将刀头紧固于刀杆上;中心钻头3固定于刀头的正中心,在初始加工的刃尖时,起定心效果;边际刀片4为规范刀片,由刀片螺钉紧固在钻头上,起切削效果,使得孔加工达到要求尺度。当边际刀片崩刃或磨损后,可在加工现场直接替换刀片;导向刀片5固定于刀头上,直径略小于边际刀片直径,在加工时起导向效果,确保后续加工。
3. 深孔钻的运用要求
(1)对安装的要求。中心钻头必须坐落深孔钻的正中心,中心钻头与侧固刀柄的同轴度需保持在0.2mm以内。深孔钻初度安装完结后,在对刀仪上检测中心钻头的同轴度,若同轴度超差,先后有两种办法调整:①刀头旋转180°。②在一侧塞入0.02mm的垫片,调整刀杆柄部与侧固刀柄的合作。
(2)对机床的要求。内冷体系是该深孔钻运用的一个重要因素,在加工过程中起到光滑、冷却及排屑的效果,切削液经过刀杆中心的水孔进入切削区域内,吸收切削区的热量,进行强制冷却、光滑并协助排屑,然后再将切屑顺着螺旋槽排出。因为该深孔钻自带螺旋槽结构,在旋转过程中具有必定的排屑功用,因此在加工相同孔的条件下,对机床内冷压力的要求小于枪钻。经过运用我们发现,机床具备1.8MPa的内冷压力,可满意该深孔钻的正常运用。
(3)加工时的要求。在实践加工中,深孔钻未进入工件时,需选用低速进入,避免转速过高形成定心不稳,一起应翻开内冷冷却,当钻入5mm时,可进步转速至正常切削参数。
为了取得更高的加工稳定性,可先用10倍径的深孔钻完结前部分孔的加工,再用10~20倍径的深孔钻完结后部分孔的加工。
4.实践运用
为了处理L32/40、L27/38机体中的油道孔、贯穿螺栓孔及缸盖螺栓孔等深孔加工功率低的问题,规划并制造了如图4所示的自定心深孔钻,从左到右依次为D33深孔钻、D41深孔钻、D39深孔钻、D34深孔钻和D42深孔钻,其间的D34深孔钻达到了20倍径。经长时刻验证,该5种自定心深孔钻可满意机体深孔加工的质量要求。
为了更好地阐明该深孔钻在深孔加工功率上的优势,以加工L32/40机体的副油道孔为例。如图5所示,L32/40机体副油道孔的直径为39mm,总长1 217mm,可从两边钻孔、中心对接,单侧钻孔的深度可达16倍径。
附表所示为D39深孔钻与D39枪钻加工参数比照,从附表中能够核算得出,加工16倍径的深孔,深孔钻是枪钻加工功率的2.2倍(加工时刻包括换刀时刻)。
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