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1、探索机械深孔加工的方式0前言深孔一般是指长径比L/D≥(5~10)的孔,对于L/D≥50~20的一般深孔,可用麻花钻在普通钻床、车床上加工。1深孔钻削特点孔加工的几大问题:排屑、散热和导向问题,主要表现在:(1)钻孔时不能直接观察刀具的切削状况,工作过程中只能凭借听声音、看切屑、观仪表(油压表及电表等)、摸振动等外观现象来判断切削过程是否正常;(2)孔的长径比大、钻杆细而长、刚性低、易振动、钻孔易走偏,因此,支撑及导向十分重要;(3)切削排屑困难,必须要保证可靠的判断,切屑的长短和形状要加以控制,如果切屑堵塞则会引起刀具损坏,由于排屑空间受到钻杆
2、的限制,套料钻钻孔有料芯的干扰,排屑条件更为恶劣,因此要强制排屑;(4)切削热不易散出,工作条件恶劣,必须采用有效的冷却方式。深孔刀具按其工艺特点不同,可以分为:①单刃外排屑深孔钻(枪钻);②内排屑深孔钻,其中主要包括:BTA深孔钻和喷吸钻;③套料深孔钻;④深孔镗。52冷却与润滑深孔加工中,冷却润滑系统工作的可靠性和冷却润滑液的合理选用对加工质量、刀具耐用度和切削效率有着极大的影响。冷却润滑液在深孔加工中主要起冷却、润滑、冲刷、减振和消声的作用。钻削中产生的切削抗力,消耗很多的能量,而且其切向和径向分力作用在导向块上,与孔壁产生较大的摩擦力,都转
3、化为很多的切削热,这些热量主要靠冷却润滑液把它带走。冷却润滑液在导向块与孔壁之间建立起液压支撑,可降低导向块的摩擦,减小功率消耗。冷却润滑液的冲刷作用,是靠一定的压力和流量的冷却液将切屑由切削区冲刷出来,实现排屑作用。由于在工作区内部和钻杆内外都充满了一定压力的油液,能减弱由切削运动和摩擦作用所产生的振动和噪音。3切屑处理深孔钻排屑是十分重要的问题,尤其是内排屑套料钻(环孔钻),排屑空间只有一个不大的环形面积,排屑条件更为恶劣,排屑问题从切削过程来看,与分屑、卷屑和断屑3个方面密切联系,切屑的宽窄、卷曲的形状、切屑的长短都直接影响到排屑的情况。深
4、孔加工应在深孔专用设备上加工,主运动是工件的旋转运动,辅助运动是刀具的轴向直线进给运动。机床主要是由主轴箱、进给箱、刀具夹紧装置、床身、移动式支架、中心架等部分构成。(1)主轴箱是用以支撑主轴,并使其实现各种转速的装置,主轴右端一般用以安装卡盘、拔盘等附件,内部有锥孔,轴是空心的,便于装夹细长的棒料;5(2)进给箱通过丝杠将进给电机的圆周运动转换为刀具的直线运动;(3)夹紧装置用来装夹钻杆,通过与螺母联接,经丝杠带动钻杆进行轴向移动;(4)床身是机床的基础部件,用以连接各主要部件,并保证各个部件之间有正确的位置。床身上有供刀架和支承架移动用的导轨
5、,床身由床腿支承并固定在地基上。一般工厂若无深孔专用设备,也可用卧式车床进行加工。如在卧式车床上加工油缸缸套深孔时,工件采用“一夹一支”的装夹方法,即工件的一端由四爪单动卡盘(或三爪自定心卡盘)夹紧,另一端用中心架支承;深孔加工刀具装夹在专用刀架上(专用刀架安装在车床的滑板上)。车削时,工件由车床主轴带动旋转,刀具由滑板带动进给,完成深孔加工。另外钻削深孔也是常用的加工方法之一,其操作要点:①尽可能使用新钻头,接长柄的长度能满足孔深即可;②钻头的前刀面或后刀面要磨出分屑槽与卷屑槽,以利于排屑。在钻削中要时时注意排屑是否正常,若发现异常现象,应及时
6、退刀排屑,停机检查原因;③借排屑之际,及时向孔内注入充足的切削液,以减少钻头与切屑的黏结并降低切削温度;④在钻削过程中,当钻到一定深度后便及时提起钻头排屑。也就是在钻削过程中,钻一钻,退一退,并且退钻速度要快,这样有利于排屑。当钻削达到一定深度时,排屑次数应增加,而每次进给深度要相应地减小。总之深孔加工的重要特点就是排屑困难,排屑通道长,工件处于半封闭切削状态,切削热量大且不易散出,所以对深孔钻要有充分的冷却、良好的排屑系统。故采用内排屑深孔钻钻削大直径的孔。内排屑深孔钻5具有外冷内排屑及自身导向等优点,可以加工直径在6~80mm的深孔。工作时工
7、件旋转,钻头由浅牙矩形螺纹和钻杆连接,通过刀架带动径封油头,导向装置钻入工件。内排屑深孔钻工作时,切屑是从钻杆内部排出而不与工件已加工表面接触,可获得较好的已加工表面质量,钻杆外径可比外排屑钻增大,因此提高其刚性,加大进给量,提高钻孔效率,其原理图如图1,切削液在较高的压力(2~6MPa)下,由工件孔壁与钻杆外表面之间的空隙进入切削区冷却,润滑钻头切削部分,并将切屑经钻头前端的切屑孔冲入钻杆内部向后排出,排屑方便,冷却效果好,同时也有利于钻杆的稳定,但内排屑需设置一套供液系统,输油器、油封头等。深孔加工通常选用矿物油、复合油作为冷却液,用过的冷却
8、液经滤网后由磁性分离器净化或在回油箱后通过过滤器净化,在加工中,切屑排除的路程长,为了克服沿程的阻力,要传给切屑以一定的动能,因此要求冷
