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时间:2018-05-23
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1、关于深孔加工工艺的探讨【摘要】深孔加工一直是孔加工中的难点,由于深孔是半封闭式切削加工,不能直接观察成孔的过程和内部状况,所以必须对其工艺进行合理选择与设计。随着机械行业的高速发展,需要深孔加工的产品数量越来越多,如何保证深孔加工的质量已成为当前迫在眉睫的课题。【关键词】深孔加工;加工工艺;加工设备1.前言深孔一般是指孔深L与直径D之比≥5的孔,随着机械行业的高速发展,需要深孔加工的产品数量越来越多。但深孔加工是半封闭式切削加工,不能直接观察成孔的过程和内部状况,如果按传统的加工方法不仅加工精度和表面粗糙度难以保证,加工效率
2、低、操作劳动强度大,还有会出现钻孔跑偏、堵屑甚至钻头折断等问题。因此深孔加工一直是孔加工中的难点,如何解决深孔加工的问题已成为当前迫在眉睫的课题。2.深孔加工的特点深孔加工因为孔的深度大直径小,因此工艺特征也较其他普通孔有所差异,主要表现在:8(1)加工难度:深孔加工的过程多数都是在半封闭和全封闭的工况,钻孔时不能直接观察刀具的切削状况,只能凭借声音、振动、切屑及仪表等外观特征来判断加工是否正常。(2)加工精度:由于深孔的长径比大,钻杆细长,刚性也就低。容易出现抖动和偏孔的情况,表面精度不易保证,因此支撑和导向十分重要。(3
3、)散热:深孔加工的工况相对封闭,切削热不易排出,孔内温度易升高而造成钻头磨损,必须采用有效的冷却方式。(4)排屑:深孔加工因为半径和孔深比例差异大,因此形成的金属屑不易排出,容易堵塞而影响加工。对于判断方面的要求也很高,必须要保证可靠,一旦发生切屑堵塞,不能得到有效的清除,则会对钻孔刀具造成严重的损坏。深孔加工的工艺特征不同,选择的刀具也不一致,在加工中常见的刀具有:扁钻、麻花钻、外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻、枪钻、复合刀具等。3.深孔的加工工艺3.1工艺路线的制定工艺路线是机加工必要的指导思路,制定深孔加工的工艺路线
4、应从以下几个方面考虑:首先,针对加工零件的特征选择合适的加工方法和刀具,同时还要考虑零件的材料特性,针对其特征再精细设计工艺过程。8其次,需要对加工过程进行段落划分并进行相应的工艺设计,加工过程通常分为:粗加工、半精加工、精加工、光整加工,针对各个过程选择合适的技术措施,并以此提高加工效率和质量。第三,设计工艺路线,深孔加工的工艺路线应按照其结构特征和加工方法、设备因素等来设置。最后,对加工余量进行合理控制,深孔的加工余量与其它孔不同,余量应适当的增加。不同的刀具和刀具角度,其余量也不同,所以在加工中必须按照相应的工艺和质量
5、要求来设计余量。3.2定位方式的选择深孔加工由于加工的复杂性,需要保证定位基准,其中锥面定位和圆定位是两种主要的定位方式:锥面定位主要应用在回转体、中小直径孔、管坯镗孔等,采用锥面定位必须注意对直线度和余量的保证,须在钻孔前的端面进行内外锥面的处理;圆定位则多用于大直径深孔的加工,采用圆定位则应在外圆上加工必要的安装面、定位面和找正面,并保证三者之间是同心圆。非回转体则需要利用安装面作为定位基准。4.冷却与润滑8深孔加工因为孔内在加工中相对封闭,容易造成温度急剧升高,因此必须进行降温处理,同时还应保证切削过程中润滑效果。深孔
6、加工过程中冷却润滑系统平稳可靠的发挥作用,是保证工作效率至关重要的环节。冷却液、润滑液的合理选择使用对产品的质量、刀具的保护、工作效率都有着重要的意义。另外,冷却液和润滑液在深孔加工中不仅起到冷却润滑的作用,还可以起到冲刷、减震、消音的作用。钻削中因为孔径小而深度大,加工过程中会产生较大的抗力和阻力,克服这些阻力使得加工顺利完成,就会消耗很多的能量,同时切向和径向的力同时作用在导向块上,此时孔壁和刀具就会产生摩擦,这些摩擦产生的能量最终转化为切削热,这些热量只能借助于冷却措施来降低。此外,冷却液的存在可以让导向块和孔壁之间形
7、成一种液压支撑系统,能够有效的降低导向块的摩擦,从而降低摩擦力对功率的消耗,在节能减排方面也能起到很好的作用。润滑液和冷却液在清理切屑时主要是利用压力和流量来发挥作用,利用冷却液将工作区域的切屑冲刷到加工区以外,实现清理排屑的效果,保证钻孔工作顺利进行。由于工作区域和钻杆内部、外部都会充满油性的液体,能减弱由切削运动和摩擦左右所产生的振动和噪音。5.切屑处理8深孔加工中因为成孔的空间相对封闭,形成的切屑很难排出,而沉积切屑又会影响加工的过程和质量,因此深孔加工的排屑处理一直是比较棘手的环节。特别是内排屑钻(又称环孔钻),这种
8、工艺排屑受到空间和环境的影响,只有有限的环形区域可以利用进行排屑,所以排屑工作难度很大。从切削的角度出发,深孔排屑的问题主要集中在切屑的处理上,如分屑、断屑、排屑三个连续的过程。针对不同的材料会形成不同特征的切屑,形状、宽窄、弯曲程度、尺寸等都会影响排屑效果。由此可见,排屑问题是深孔加工中
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