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          基于機械加工的深孔加工技術探析

          發布者: 禾久機械  時間:2019-12-31 10:38

          摘 要:在機械加工中超30%的部分需要進行孔加工,其中深孔加工占據孔加工比例的40%,因此深孔加工是機械加工的重要形式之一。深孔加工工藝特殊,無法直接觀察到孔內部的情況,因此必須合理選擇和設計孔加工的技術和工藝。文章對深孔加工技術相關內容進行簡述,并對其中的關鍵工藝和過程進行分析,指出深孔加工技術中應當注意的技術要點。
            關鍵詞:機械加工;深孔加工技術;技術工藝
            中圖分類號:TH16 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2019)20-0138-02
            Abstract: In machining, more than 30% of the parts need to be machined, in which deep hole machining accounts for 40% of the hole machining proportion, so deep hole machining is one of the important forms of machining. Because of the special processing technology of deep hole, the internal situation of hole cannot be observed directly, so the technology and technology of hole machining must be reasonably selected and designed. This paper briefly describes the related contents of deep hole machining technology, analyzes the key processes and processes, and points out the technical key points that should be paid attention to in deep hole machining technology.
            Keywords: machining; deep hole machining technology; technical technology
            當前,人民生產生活條件以及現代科學技術高速發展,對于機械加工技術水平的要求逐漸提高,其中深孔加工技術作為機械加工技術的重點,對加工技術的質量要求更是嚴格。相比于普通孔加工,深孔主要是指長度和直徑之間的比值大于5以上的孔,深孔加工工藝復雜,需要應對更加嚴峻的施工條件,具有極高的施工難度,因此探討深孔加工技術的應用意義重大。
            1 深孔加工技術的技術特點
            1.1 深孔加工技術難度大
            首先,絕大部分的深孔加工在半封閉或者是全封閉的環境下實施,因此,加工切削以及走刀等問題工作人員無法直接的進行觀察;其次,通常來說,深孔的半徑與孔深兩者之間的比值比較大,正因如此,容易出現金屬屑難以排出堵塞孔洞的情況;最后,過長的鉆頭所導致的問題是會大幅度的降低鉆頭的剛性,以至于出現偏孔或者是抖動等方面的問題,也就難以有效的保障深孔加工的精度;此外,孔洞加工散熱問題的影響,封閉環境下孔洞內溫度上升會導致鉆頭的磨損。
            1.2 運動方式本身具有特殊性
            在深孔整個加工過程之中,工件以及刀具兩者之間可以采用多種相互運行的方式,其中,就包括工件轉動同時刀具進給;工件固定同時刀具進給以及二者以相反方向運行進給等,如何選擇不同的運動方式是深孔加工技術使用的重點問題之一。
            1.3 深孔加工排屑問題
            深孔加工中排屑問題也是應當重點關注的問題之一,排屑方式主要分為兩種,第一種是外排屑,在孔心鉆桿處倒入冷卻液,將切屑從切削區清理出;第二種是內排屑,在孔和鉆桿外壁處倒入冷卻液,將切屑從切削區域帶出。在實際加工過程中一般優先考慮內排屑加工方式,因為該方式不會造成孔壁二次摩擦,鉆桿剛性較高更不會影響孔洞的表面質量。
            2 機械加工中深孔加工技術要點探析
            2.1 設計并選擇工藝路線
            第一,工藝路線指導機械加工的各個流程,深孔加工同樣如此。在工藝路線的設計和選擇上首先要考慮其加工方法以及刀具實用性,根據零件特點、材料性能選擇相應的加工技術和加工工藝流程;第二,劃分零件加工的過程,包括粗加工、精加工以及光整加工等,合理的加工工藝程序能夠有效提高零件的加工效率以及加工質量;第三,在選擇工藝路線時,除了要考慮孔洞的結構特點,還要對加工設備本身的特點加以充分的考慮,近些年,在科學技術發展的背景下,深孔刀具技術日益的改進與完善,深孔加工技術邁向了精細加工的層次。對深孔加工流程進行優化能夠避免裝夾誤差;最后,嚴格的控制好加工余量。較之于普通類型的孔洞,深孔零件的余量會有所增加,與此同時,由于刀具類型以及角度有所不同,相應的余量也千差萬別,比如,較之于多刃鉸刀,單刃鉸刀的余量明顯要多得多。
            2.2 挑選加工刀具
            深孔加工刀具的選擇要依據深孔表面的不同特點,實際加工過程中常見的加工刀具有扁鉆、麻花鉆、內外排屑深孔鉆以及噴吸鉆等,刀具種類較多,本文針對使用中最為常見的幾種進行介紹:
           ?。?)扁鉆:扁鉆有整體扁鉆以及裝配扁鉆兩種類型,其
            中,整體扁鉆的特點是結構較為的簡單,且生產加工難度不高,在高硬度鍛件以及鑄件中應用較多。而裝配扁鉆的特點是靈活性良好,且更換速度較快,易于進行切削液的導入,有著廣泛的應用,在自動化加工技術中應用較多。
           ?。?)麻花鉆:麻花鉆是一種應用范圍最廣的加工刀具,尤其是在粗加工環節中使用麻花鉆的施工效率較高。
           ?。?)內外排屑深孔鉆:內排屑鉆頭用螺紋連接鉆頭與鉆桿,工作過程中將高壓切削液自鉆桿外緣注入,將切削從鉆桿中引出;外排屑深孔鉆為單雙刃深孔鉆,在鉆桿孔內倒入高壓油,在碎屑區域將碎屑從V型的導槽內排出,外排屑深孔鉆的鉆刀面為0°,便于刀具工作并且外排屑深孔鉆沒有橫刃,鉆孔中鉆尖圓錐性能夠切斷碎屑,幫助碎屑的排除。   2.3 冷卻潤滑的作用保證
            在實行深孔加工處理過程之中,鑒于孔內部加工環境的封閉性特點,因此,孔內溫度在加工中會快速的升高。
            所以必須要對孔洞采取相應的降溫措施并且還要保證切削中的潤滑效果。在加工過程中通常使用冷卻液和潤滑液對孔洞進行冷卻和潤滑,要對二者進行合理配比,合理的配比能夠確保冷卻作用,可以使得刀具的使用期限大大的延長,與此同時,通過冷卻液的有效應用,可以起到減震、沖刷以及消音等作用。由于鉆削孔徑比較小、深度比較大,所以在加工過程中會形成阻力,克服上述阻力自然需要消耗更多熱量。另外徑向導塊以及切向導塊的共同作用發力,刀具和孔壁兩者間會產生摩擦力。而摩擦中會出現一定的熱量,必須依靠冷卻措施進行處理。冷卻液能夠在導向塊與孔壁間形成液壓支撐系統從而減少導向塊之間的摩擦,減少其對功率的消耗,能夠達到節能的目標。
            2.4 切屑排除處理
            深孔加工處理中成孔空間較為封閉,因此,要想順利的排出切屑并非是容易的事情,隨著切屑不斷的堆積,會使得加工的質量大打折扣,尤其是在內排屑鉆之中。
            由于空間條件以及環境條件的限制排屑的難度較大并且施工工作難以開展。在切屑處理過程中,深孔排屑問題主要在分屑、斷屑以及排屑三個環節上,由于材料性能有所不同,因此,相應的切屑會呈現出不同的特點,而切屑能否順利的排出很大程度上會受到切屑的寬度、形狀、寬度、彎曲度以及尺寸等方面因素的不良影響。為此,在實行深孔加工過程之中,對于排屑這一問題要引起高度的重視。
            考慮到深孔加工空間的封閉性,產生的熱量難以有效散出,施工難度大排屑通道長,因此,對于排屑系統以及孔洞冷卻這兩個方面問題要加以充分的考慮,比如,在深孔加工過程之中內排屑深孔鉆這一工藝具有顯著的優點。工藝本身具有外冷內排屑的特點,可以加工直徑80毫米左右的深孔,成孔時首先要旋轉工件,通過螺紋將鉆頭和鉆連接起來,在刀架帶動下封油頭成孔,在工件內部進行導向裝置的安裝,如果內排屑深孔鉆進,那么切屑就會排除并且不會產生摩擦從而保證工件的質量和加工精度。該工藝具有成孔效率高,排屑效果好,運轉工作穩定的優點,但是相比之下造價較高。
            3 機械加工中深孔加工技術的設備應用
            機械加工中深孔加工技術的處理一般需要專業設備進行操作和加工,根據實際的運動的模式進行科學合理的選擇,一般來說,工件旋轉輔助刀具向軸內進給,切實的保證孔洞加工工藝能夠高效率運轉。加工機床是深孔加工中所使用的最為重要的加工設備,是保證工藝加工順利進行的基礎,其中,加工機床包括了進給箱、主軸箱、中心架、刀具夾以及輔助裝置,機床床身等構件,其中,主軸箱的作用是控制旋轉以及支持主軸,而撥盤以及卡盤等通常安裝于主軸右端,并且安裝了孔心轉軸,內部采用的是錐孔結構,為實現刀具夾裝提供必要的條件。進給箱所起到的作用是利用絲桿將電機動能傳遞到刀具上,并配合刀具實施直線運動。
            刀具夾裝置在夾裝鉆桿之中應用最為廣泛,通過螺母的應用可以進行裝置的有效連接,借助于絲杠帶動可以使得鉆桿沿著軸向實行加工供給。作為機床結構的重要組成部分,機床床身可以使得各個零部件相互結合起來,不僅可以提升各個零部件位置的準確性,而且可以保證各個零部件協調的運轉。通過將刀架以及支架導軌等安裝在機床床身,并利用支撐支架進行固定,從而為加工系統的整體穩定性提供重要保障。
            需要說明的是在實際加工過程中要針對不同的情況選擇相應的加工設備,如果條件有限一般選擇臥式車床替代成孔設備。例如在油缸缸套深孔加工過程中使用臥式機床,在裝夾方式上一般為一夾一支的方式,裝夾一端為四爪單動,另一端為中心架軸向支撐。在夾裝深孔刀具時需要配置刀具架,一般情況下刀具架設置在滑板上確保在液壓作用影響下切屑可以順利排除同時不影響設備正常工作狀態,除此之外,在內排屑方法使用過程之中,對于冷卻液滲漏這一問題要引起高度的重視,并確保輸油氣處于密封狀態同時符合相關的要求。
            4 結束語
            通過上述分析,深孔加工指的是深度孔徑比在5以上的機械加工,對于此類機械加工有必要采用深孔加工技術,而且該工藝技術的本身難度較大,成孔工作復雜并且加工過程受多種因素影響可能性大,其中孔深就會嚴重影響加工工藝的變化,比如,如果刀桿比較細長且剛性不高,會造成鉆削發生抖動偏移現象,因此,在深孔加工中對于各種加工工藝以及加工技術的特點要加以充分的考慮,合理選擇加工措施。在深孔加工處理過程中要提高對施工技術以及操作細節的重視,包括從工藝路線選擇到排屑方式確定的各個環節,只有這樣才能夠保證工藝加工的質量和效果,達到深孔加工的目標和要求。
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