分析加工中心的鏜孔加工技術(shù)

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2188

 鏜孔加工屬于一種較難的加工。它只靠調(diào)節(jié)一枚刀片(或刀片座)要加工出H7、H6這樣的微米級的孔,里主要從工具技術(shù)的角度來分析加工中心的鏜孔加工。 



    1. 加工中心鏜孔加工的特點  



    1.1工具轉(zhuǎn)動  

    與車床加工不同,加工中心加工時由于工具轉(zhuǎn)動,便不可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調(diào)節(jié)進刀量等。也不可能像數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全自動化加工的一個很大的障礙。也正因為加工中心不具有自動加工直徑調(diào)節(jié)機能(附有U軸機能的除外),就要求鏜刀必須具有微調(diào)機構(gòu)或自動補償機能,特別是在精鏜時根據(jù)公差要求有時必須實現(xiàn)微米級調(diào)節(jié)。  

    另外,加工中心鏜孔時由于切屑的流出方向在不斷改變,所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時難得多。特別是用立式加工中心進行鋼的盲孔粗鏜加工時,至今這個問題還未得到完全解決。  

    1.2顫振(Chatter)  

    鏜孔加工時常出現(xiàn)的、也是最令人頭痛的問題是顫振。加工中心發(fā)生顫振的原因主要有以下幾點:  

    ①工具系統(tǒng)的剛性(Rigidity)  

    包括刀柄、鏜桿、鏜頭以及中間連接部分的剛性。因為是懸臂加工(Stub Boring),所以特別是加工小孔、深孔及硬質(zhì)工件時,工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。  

    ②工具系統(tǒng)的動平衡(Balance)  

    相對于工具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸心,工具自身如有一不平衡質(zhì)量,在轉(zhuǎn)動時因不平衡的離心力的作用而導致顫振的發(fā)生。特別是在高速加工時工具的動平衡性影響很大。  

    ③工件自身或工件的固定剛性(Clamping Rigidity)  

    一些較小、較薄的工件由于其自身的剛性不足,或由于工件形狀等原因無法使用合理的夾具進行充分的固定。  

    ④刀片的刀尖形狀(Geometry of Edge)  

    刀片的前角、后角、刀尖半徑、斷屑槽形狀不同,所產(chǎn)生的切削抗力也不同。  

    ⑤切削條件(Cutting Condition)  

    包括切削速度、進給、進刀量以及給油方式及種類等。  

    ⑥機器的主軸系統(tǒng)(Spindle)等  

    機器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性。 

 

    2. 鏜刀的選擇基準 

 

    根據(jù)加工內(nèi)容的不同,鏜刀的選擇基準也不一樣。一般來說,應注意系統(tǒng)本身的剛性、動平衡性、柔性、可靠性、操作方便性及壽命和成本等。  

    2.1一體式(Solid)鏜刀與模塊式(Modular)鏜刀  

    傳統(tǒng)的一體式鏜刀主要用于產(chǎn)品的生產(chǎn)線或?qū)C上,但實際上機器的規(guī)格多種多樣,如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使規(guī)格一樣,大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使規(guī)格、大小都一樣,有可能拉釘形狀、螺紋也不一樣,或者法蘭面形狀不一樣。這些都使得一體式鏜刀在對應上遇到很大的困難。特別是近些年來,市場結(jié)構(gòu)、市場需要日新月異,產(chǎn)品周期日益縮短,這就要求加工機械以及加工工具具有更充分的柔性(Suppleness)。所以一體式鏜刀大多數(shù)已從工場中消失。  

    模塊式鏜刀即是將鏜刀分為:基礎(chǔ)柄(Basic Holder)、延長器(Extension)、減徑器(Reduction)、鏜桿、鏜頭(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、倒角環(huán)等多個部分,然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容(粗鏜、精鏜;孔的直徑、深度、形狀;工件材料等等)進行自由組合。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量,降低了成本,也可以迅速對應各種加工要求,并延長刀具整體的壽命。  

    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株式會社(BIG)與瑞士KAISER公司進行技術(shù)合作,BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現(xiàn)在日本市場,并逐漸取代了一體式鏜刀的地位。如今日本的機械加工工場里80%以上都是使用的BIG-KAISER模塊式鏜刀。  

    由此可見,模塊式鏜刀具有一體式鏜刀無法比擬的優(yōu)勢。當然,這也需要模塊式鏜刀具有高連接精度和高連接剛性,以及高重復精度和高度的信賴性。  

    2.2各種各樣的模塊式鏜刀  

    現(xiàn)在市場上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統(tǒng),它們的連接方式各有區(qū)別。  

    ①BIG-KAISER方式:它只要靠一顆錐度為15°的錐形螺釘來連接,固定時也只需要一支六角小扳手,操作非常方便。由于螺孔與被連接體的錐孔間有一定的偏心,當旋緊螺釘時依靠錐面的作用,將旋緊力的絕大部分轉(zhuǎn)化為軸向的拉力,使被連接的兩部分貼緊,而保持徑向位置不變。固定螺釘用高剪斷強度材料制成,可承受較大的扭矩,并且粗鏜時設(shè)有加強拴。   

    ②側(cè)固式:顯而易見,這種連接方式僅僅是達到固定的目的。它的旋緊力的絕大部分都向著徑向。不但連接體的端面不能密接,徑向位置也會發(fā)生變化。  

    ③旋入式:雖然端面得到連接,但刀尖在圓周上的相位會發(fā)生變化。  

    ④后部拉緊式:端面的連接和跳動都較好,但操作性很差。  

    ⑤其它方式:包括側(cè)面90°兩點固定方式;側(cè)面180°兩點傾斜固定方式;ABS方式等等。  

    總而言之,模塊式鏜刀系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢,但并不是說只要是模塊式就好。必須從連接剛性、精度、操作性、價格等多方面來衡量。 

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