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基于机械加工的深孔加工技术探讨

2019-11-29吕昊楠

商品与质量 2019年22期
关键词:钻杆夹具钻头

吕昊楠

大连德迈仕精密科技股份有限公司 辽宁大连 116052

相关数据显示,深孔加工在机械加工中的占比达到了40%,是机械加工的重要组成部分。尤其随着现在对机械精度的要求越来越高,这种孔的加工技术也就越来越复杂。所以深孔加工技术的发展对整个机械行业的发展有着十分重要的作用,我们要根据深孔加工的特点,不断分析优化深孔加工的技术。

1 深孔加工技术的特点

所谓深孔一般是指长径比≥5的孔,大部分都是细长孔,加工难度比普通孔的难度大很多,深孔加工就是对这些孔进行加工处理,而深孔加工有自己独有的一些特点。

1.1 加工难度大

由于深孔的原因,加工的一个特点是半隐蔽的形式,操作人员在加工时无法观测到孔内的实时加工情况,只能依靠钻头的运动,以及切削的声音作为大体的判断和预测,这就给加工造成一定的难度。而且,在加工过程中,钻头和一部分钻杆都是在深孔中作业,钻头切削零件会产生热量,这些热量不能及时散出来,就有可能使钻杆受热弯曲,从而导致加工出来的孔存在误差,严重的使钻杆受热变形,有可能断裂在深孔中[1]。

1.2 排屑困难

切削加工很重要的一点是切屑的排除,但在深孔加工中,切屑是在深孔中随着钻头的运动排出孔外,一旦孔深度过长,排屑的难度就会增加,有可能会划伤孔壁,尤其是采用外排泄方式时;严重的切屑会在孔内产生堆积,使得钻杆弯曲、偏心、抖动,造成深孔加工的精度降低,甚至零件报废。

1.3 运动方式复杂多样

机械加工中的深孔加工方式肯定是钻头与工件产生相对运动,从而进行的切削运动,在深孔加工中存在的运行方式有:(1)工件静止不动,钻头旋转并向工件方向作进给运动;(2)工件作旋转运动,钻头作直线进给运动;(3)刀具不动,需加工的工件作旋转运动并向刀具方向作进给运动。这三种方式都可以进行深孔加工,但要根据不同的工件要求进行不同的工艺方法的选择,然后选择不同的切削方式方法。

2 基于机械加工对深孔加工技术的分析研究

由于深孔加工所存在的技术难点和工艺复杂性,针对前面所提到的加工难度方面、排屑方面以及运动方式方法的难点,我们需要对机械加工中的深孔加工的技术作进一步的分析研究,找到合理的解决措施,从而提高我们的深孔加工的质量和精度要求[2]。

2.1 深孔加工的工艺路线

任何加工都需要制定切实可行的工艺路线步骤,这既能合理有序的进行加工,又能提高加工的精度和效率,从而省时省力。在深孔加工中,我们首先要根据加工工件的特点以及加工要求,对深孔加工的工艺路线进行科学合理的设计。例如:对加工精度要求较高的工件,我们需要分步进行加工,首先是进行粗加工,然后进行半精加工,最后进行精加工,特别的还会进行精细加工以及光整加工。而且在加工过程中,一定要根据不同的工件材料和加工精度达到要求,充分考虑工件深孔加工的加工余量的选择。另外,如果所需要的工件对加工精度要求不高,并且零件的切削性能较好的一般不需要进行分步加工,只需要在粗车阶段加工满足要求即可。所以在进行深孔加工的工艺路线的选择制定时,要根据实际问题进行分析。

2.2 加工刀具的选择

深孔加工的质量对刀具的要求很高,必须根据加工要求选择合适的刀具进行加工,否则有可能加工出来的工件精度不高,或者工件和刀具都有可能报废。在实际的深孔加工中,刀具一般有以下几种:(1)外排屑钻头,这种刀具切削时,产生的铁屑从刀具与工件的向对面的导槽中排出来,而切削液从钻头、钻杆的中间进去随切屑在导槽中排出,达到清洗、降温的效果[3]。(2)内排屑钻头,这种钻头的工作原理与外排屑钻头的工作原理相反,它是在钻杆中心排出切屑。(3)普通钻头——麻花钻,这种钻头在粗加工的时候使用,或者在加工精度要求不高的情况下普遍使用。还有一些特殊的钻头,在特殊的情况下才会得到使用,例如加工孔径小,深度大,孔的长度与孔的直径比大于20,甚至一些孔的长径比可以达到150,一般的钻头和设备是无法完成的,这就需要使用枪钻和数控深孔钻床配合使用才能完成。选择使用什么钻头一般是根据材料、加工精度、切屑的形状等综合因素。

2.3 深孔加工的定位夹具的选择

在深孔加工时,当加工工艺路线制定好,刀具、机床选择完毕之后一个关键的步骤就是工件装夹,一般在回转体零件上进行深孔加工时,所采用的夹具都是锥形夹具,进行锥面定位;而普通零件一般在安装面上进行定位,保证定位的准确性。而且现在的夹具形式也多种多样,有可调夹具、组合夹具以及专用夹具,像一些形状特殊的,并且需要大批量进行加工制造的工件,我们会制作其专用夹具来保证加工的精确。所以定位基准的选择和夹具的类型很重要,它直接关系到后续孔的加工质量和精度。

2.4 切削液的选择

深孔加工会产生大量的热,我们必须采用强有力的降温方法,否则这些热散不出去会影响刀具的使用,会损伤刀具和工件。所以我们要选择合适的切削液,切削液不仅有润滑的作用,也有降温,排屑的功能,另外,切削液还有降低加工噪声的作用。一般的切削液主要有水、乳化液和一些油性液体等等。我们根据加工的需要选择不同的切削液。

3 结语

综上所述,在机械加工中,深孔加工是属于比较难的一项加工技术,工艺复杂、加工难度高、排屑也相对困难,所以我们在进行深孔加工时,一定要全面考虑工件的加工要求,工件材料的性质,选择合适的机床、刀具、切削液以及加工工艺路线。保证我们的加工精度,不断创新、不断研究更加适合的加工方法,从而促进深孔加工的技术发展。

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