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極限深孔加工中的極限操作

2019-08-07 17:32
夾具俠
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      深孔是指孔深與孔徑比L/d≥5的孔,深孔加工是機械加工中的一道難題,也是加工難度最大的工序之一。

極限深孔加工中的極限操作

      深孔加工的難點主要體現在細長鉆桿剛性不足、加工過程難以觀察以及加工過程中排屑、散熱困難。這些因素都會導致深孔加工的質量難以保證。所以,須根據實際情況選擇合適的加工設備和刀、夾具來滿足深孔加工的技術要求。

      深孔加工需注意什么

      正如下述視頻中所示,深孔加工操作時要注意主軸和刀具導向套與支撐套、工件支撐套與夾持裝置等中心線的同軸度應符合要求;切削液系統應暢通正常;工件的加工端面上不應有中心孔,并避免在斜面上鉆孔等等。

      排屑——深孔加工最大問題

      要如何破解深孔加工的難題,最重要的分別是:排屑、排屑、還是排屑!深孔加工的最大問題就在排屑不可控制,且傳統方法難以監控。看看下面這動圖,你覺得這個排屑效果會怎么樣?

極限深孔加工中的極限操作

      這是德國制造的深孔槍鉆,世界上最長鉆頭,超級深孔鉆,它的這種排屑方式是不是有效解決了深孔加工難題呢。

      6種常用的深孔加工系統

      1、傳統鉆削

      深孔加工起源于美國人發明的麻花鉆。這種鉆頭的結構相對簡單,切削液導入方便,便于制造出不同直徑和長度的鉆頭以適用于加工不同尺寸的孔。

極限深孔加工中的極限操作

      在復雜殼體零件深孔加工中典型的工藝方法是采用長、短麻花鉆配合使用、鉆削過程多次退刀排屑、逐級延伸鉆孔的方法。目前對于直徑小于 6mm 的深孔,傳統鉆削仍是主要的加工方法。

      2、槍鉆

      槍鉆因最早用于槍管制造而得名。它采用單切削刃并具有自導向功能的 V 型中空鉆桿,屬于外排屑方式。

極限深孔加工中的極限操作

▲槍鉆系統組成

極限深孔加工中的極限操作

▲槍鉆鉆頭

      其工作原理如圖所示,切削液從入口經加壓泵進入鉆桿內部通道,流向鉆頭的切削部分進行冷卻潤滑,并將攜帶切屑通過鉆桿和孔壁間的 V 型槽,最后從出口排出。目前,槍鉆系統主要用于加工直徑φ<20mm 的深孔。

      3、BTA系統

      國際孔加工協會發明的一種內排屑深孔鉆,BTA 系統中鉆頭與鉆桿為中空圓柱體,提高了刀具剛性和快速拆裝問題。

極限深孔加工中的極限操作

▲BAT系統組成

      其工作原理如圖所示,切削液經加壓從入口進入授油器后通過鉆桿與孔壁形成的密封環狀空間,流向切削部分進行冷卻潤滑,并將切屑壓入鉆頭上的出屑口,經鉆桿內腔從出口排出。BTA 系統主要適用于直徑φ>12mm 的深孔加工。

      4、噴吸鉆系統

      噴吸鉆系統是利用流體力學的噴吸效應原理發明的雙管內排屑深孔鉆削方法。其噴吸鉆系統采用雙層管刀桿,切削液經加壓后從入口進入,其中2/3的切削液進入內、外鉆桿間的環形空間,流向切削部分進行冷卻和潤滑,并將切屑推入鉆桿內腔。

極限深孔加工中的極限操作

▲噴吸鉆系統原理

       其余 1/3 的切削液,從內鉆桿上月牙狀噴嘴高速噴入內鉆桿,在內鉆桿內腔形成一個低壓區,對攜帶切屑的切削液產生抽吸作用,在噴、吸雙重作用下,促使切屑快速從出口排出。噴吸鉆系統主要適用于直徑 φ>18mm 的深孔加工。

極限深孔加工中的極限操作

▲噴吸鉆頭

      5、DF系統

      DF 系統是一種雙進油單管內排屑系統,其切削液分為前后兩支,分別從兩個入口進入。前一支 2/3的切削液經過鉆桿與己加工孔壁形成的環狀區域流向切削部分,并將切屑推入鉆頭上的出屑口進入鉆桿,流向抽屑器;后一支 1/3 的切削液直接進入抽屑器,經前、后噴嘴之間喇叭口狀的窄狹錐形間隙后獲得加速,產生負壓抽吸作用,達到加速排屑的目的。

極限深孔加工中的極限操作

▲DF系統工作原理

       DF 系統前半部分起“推”作用的結構類似于 BTA 系統,后半部分起“吸”作用的結構類似于噴吸鉆系統,由于 DF 系統采用了雙進油裝置,僅用一根鉆桿即完成推壓和抽吸的切屑方法,所以鉆桿直徑可以做得很小小,能夠加工更小的孔,目前,DF 系統的最小加工直徑 φ 可達 6mm。

       6、SIED系統

       SIED 系統是一種由中北大學發明的單管內排屑噴吸鉆系統。該技術以 BTA、噴吸鉆、DF 系統 3 種內排屑鉆削技術為基礎,增加了分調式功率增補型抽屑裝置,可實現冷卻和排屑液流的獨立控制。

極限深孔加工中的極限操作

▲SIED 系統工作原理

       其基本原理如圖所示,切削液由液壓泵輸出后,分為兩個分支:前一支切削液流入輸油器,經鉆桿與孔壁之間的環狀空間流向切削部分,將切屑推入鉆頭上的出屑口;后一支切削液流入抽屑器,經錐形噴嘴副之間的間隙進入后噴嘴內腔,產生高速射流和負壓。SIED 系統對兩支液流各設獨立的調壓閥,可以分別調整至最佳冷卻、抽屑狀態。SlED 系統是一種正在逐漸推廣的系統,也是目前較先進的系統。目前,SlED 系統可將最小鉆孔直徑縮小 φ5mm 以下。

      深孔加工在機械加工領域中占有非常重要的地位,約占孔加工量的40%。新型高強度、高硬度和高價值難加工深孔零件的不斷出現,使得加工工件在加工深度、加工精度以及加工效率上要求的不斷提高,作為關鍵工序和加工難點,以上的經驗與方案在不同的情況下合理應用,才能夠從容應對。


聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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