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        深孔加工工藝及常見問題

          深孔加工變得越來越富有挑戰性,零件常常要求附加特征,例如非常小的孔光潔度、內室、孔徑變化、輪廓、凹槽、螺紋及變化的孔方向。要高效地獲得此類公差很小的孔,不僅需要具備豐富的經驗和研發資源,而且需要工程能力、應用設施以及實質性的客戶參與。
        深孔加工工藝及常見問題
         
          一、什么是深孔
         
          在機械制造業中,一般將孔深超過孔徑5倍的圓柱孔稱為深孔。深孔按孔深與孔徑之比(L/D)的大小通?煞譃橐话闵羁、中等深孔及特殊深孔三種。(ps:L/D的比值越大加工起來就越困難。)
         
          1、L/D>5,屬于一般深孔,常在鉆床或車床上用接長麻花鉆加工。
         
          2、L/D=20–30,屬于中等深孔,常在車床上加工。
         
          3、L/D=30–100,屬于特殊深孔,必須使用深孔鉆在深孔鉆床或專用設備上加工。深孔鉆按排屑方式分為外排屑和內排屑兩種:外排屑有槍鉆、整體合金深孔鉆(可分為有冷卻孔和無冷卻孔兩種);內排屑又分為BTA深孔鉆、噴吸鉆和DF系統深孔鉆三種。
        深孔加工工藝及常見問題
         
          二、深孔加工中常見問題及解決辦法
         
          1、孔徑縮小
         
          產生原因:鉸刀外徑尺寸設計值偏;切削速度過低;進給量過大;鉸刀主偏角過;切削液選擇不合適;刃磨時鉸刀磨損部分未磨掉,彈性恢復使孔徑縮;鉸鋼件時,余量太大或鉸刀不鋒利,易產生彈性恢復,使孔徑縮小以及內孔不圓,孔徑不合格。
         
          解決措施:更換鉸刀外徑尺寸;適當提高切削速度;適當降低進給量;適當增大主偏角;選擇潤滑性能好的油性切削液;定期互換鉸刀,正確刃磨鉸刀切削部分;設計鉸刀尺寸時,應考慮上述因素,或根據實際情況取值;作試驗性切削,取合適余量,將鉸刀磨鋒利。
         
          2、孔徑增大
         
          產生原因:鉸刀外徑尺寸設計值偏大或鉸切削刃口有毛刺;切削速度過高;進給量不當或加工余量過大;鉸刀主偏角過大鉸刀彎曲;鉸切削刃口上粘附著切屑瘤;刃磨時鉸切削刃口擺差超差;切削液選擇不合適;安裝鉸刀時錐柄表面油污未擦干凈或錐面有磕碰傷;錐柄的扁尾偏位裝入機床主軸后錐柄圓錐干涉;主軸彎曲或主軸軸承過松或損壞;鉸刀浮動不靈活;與工件不同軸以及手鉸孔時兩手用力不均勻,使鉸刀左右晃動。
         
          解決措施:根據具體情況適當減小鉸刀外徑;降低切削速度適當調整進給量或減少加工余量;適當減小主偏角校直或報廢彎曲的不能用的鉸刀;用油石仔細修整到合格;控制擺差在允許的范圍內;選擇冷卻性能較好的切削液;安裝鉸刀前必須將鉸刀錐柄及機床主軸錐孔內部油污擦凈,錐面有磕碰處用油石修光;修磨鉸刀扁尾調整或更換主軸軸承;重新調整浮動卡頭,并調整同軸度;注意正確操作。
         
          3、鉸出的內孔不圓
         
          產生原因:鉸刀過長,剛性不足,鉸削時產生振動;鉸刀主偏角過;鉸切削刃帶窄;鉸孔余量偏;內孔表面有缺口、交叉孔;孔表面有砂眼、氣孔;主軸軸承松動,無導向套,或鉸刀與導向套配合間隙過大以及由于薄壁工件裝夾過緊,卸下后工件變形。
         
          解決措施:剛性不足的鉸刀可采用不等分齒距的鉸刀,鉸刀的安裝應采用剛性聯接,增大主偏角;選用合格鉸刀,控制預加工工序的孔位置公差;采用不等齒距鉸刀,采用較長、較精密的導向套;選用合格毛坯;采用等齒距鉸刀鉸削較精密的孔時,應對機床主軸間隙進行調整,導向套的配合間隙應要求較高或采用恰當的夾緊方法,減小夾緊力。
         
          4、鉸出的孔位置精度超差
         
          產生原因:導向套磨損;導向套底端距工件太遠;導向套長度短、精度差以及主軸軸承松動。
         
          解決措施:定期更換導向套;加長導向套,提高導向套與鉸刀間隙的配合精度;及時維修機床、調整主軸軸承間隙。
         
          5、內孔表面粗糙度值高
         
          產生原因:切削速度過高;切削液選擇不合適;鉸刀主偏角過大,鉸切削刃口不在同一圓周上;鉸孔余量太大;鉸孔余量不均勻或太小,局部表面未鉸到;鉸刀切削部分擺差超差、刃口不鋒利,表面粗糙;鉸切削刃帶過寬;鉸孔時排屑不暢;鉸刀過度磨損;鉸刀碰傷,刃口留有毛刺或崩刃;刃口有積屑瘤;由于材料關系,不適用于零度前角或負前角鉸刀。
         
          解決措施:降低切削速度;根據深孔加工材料選擇切削液;適當減小主偏角,正確刃磨鉸切削刃口;適當減小鉸孔余量;提高鉸孔前底孔位置精度與質量或增加鉸孔余量;選用合格鉸刀;修磨刃帶寬度;根據具體情況減少鉸刀齒數,加大容屑槽空間或采用帶刃傾角的鉸刀,使排屑順利;定期更換鉸刀,刃磨時把磨削區磨去;鉸刀在刃磨、使用及運輸過程中,應采取保護措施,避免碰傷;對已碰傷的鉸刀,應用特細的油石將碰傷的鉸刀修好,或更換鉸刀;用油石修整到合格,采用前角5°-10°的鉸刀。
         
          6、孔的內表面有明顯的棱面
         
          產生原因:鉸孔余量過大;鉸刀切削部分后角過大;鉸切削刃帶過寬;工件表面有氣孔、砂眼以及主軸擺差過大。
         
          解決措施:減小鉸孔余量;減小切削部分后角;修磨刃帶寬度;選擇合格毛坯;調整機床主軸。
         
          7、鉸孔后孔的中心線不直
         
          產生原因:鉸孔前的鉆孔偏斜,特別是孔徑較小時,由于鉸刀剛性較差,不能糾正原有的彎曲度;鉸刀主偏角過大;導向不良,使鉸刀在鉸削中易偏離方向;切削部分倒錐過大;鉸刀在斷續孔中部間隙處位移;手鉸孔時,在一個方向上用力過大,迫使鉸刀向一端偏斜,破壞了鉸孔的垂直度。
         
          解決措施:增加擴孔或鏜孔工序校正孔;減小主偏角;調整合適的鉸刀;調換有導向部分或加長切削部分的鉸刀;注意正確操作。
         
          8、鉸刀的使用壽命低
         
          產生原因:鉸刀材料不合適;鉸刀在刃磨時燒傷;切削液選擇不合適,切削液未能順利地流動,切削處以及鉸切削刃磨后表面粗糙度值太高。
         
          解決措施:根據加工材料選擇鉸刀材料,可采用硬質合金鉸刀或涂層鉸刀;嚴格控制刃磨切削用量,避免燒傷;經常根據加工材料正確選擇切削液;經常清除切屑槽內的切屑,用足夠壓力的切削液,經過精磨或研磨達到要求。
         
          9、鉸刀刀齒崩刃
         
          產生原因:鉸孔余量過大;工件材料硬度過高;切削刃擺差過大,切削負荷不均勻;鉸刀主偏角太小,使切削寬度增大;鉸深孔或盲孔時,切屑太多,又未及時清除以及刃磨時刀齒已磨裂。
         
          解決措施:修改預加工的孔徑尺寸;降低材料硬度或改用負前角鉸刀或硬質合金鉸刀;控制擺差在合格范圍內;加大主偏角;注意及時清除切屑或采用帶刃傾角鉸刀;注意刃磨質量。
         
          10、鉸刀柄部折斷
         
          產生原因:鉸孔余量過大;鉸錐孔時,粗精鉸削余量分配及切削用量選擇不合適;鉸刀刀齒容屑空間小,切屑堵塞。
         
          解決措施:修改預加工的孔徑尺寸;修改余量分配,合理選擇切削用量;減少鉸刀齒數,加大容屑空間或將刀齒間隙磨去一齒。
         
          許多不同的行業都涉及到深孔加工,但應用最廣泛的是能源和航空航天業。對復雜孔的需求不斷增長,并且迫切需要縮短加工時間,這樣就促進了現代深孔加工技術的發展。正確的切屑形狀和大小以及有效的排屑對于成功的深孔加工(其實為深孔鉆削)而言至關重要。因此,符合要求的冷卻液和切屑管理也非常重要。
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