机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 5090|回复: 11

分析加工中心的镗孔加工技术

[复制链接]
发表于 2008-8-6 10:01:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
镗孔加工属于一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片(或刀片座)要加工出H7、H6这样的微米级的孔,里主要从工具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。  
# K2 f2 t8 a( R: J% T7 i" V$ D9 m7 ~% N  A; z* a, [* B  W0 f
4 [# S+ e. j* \( {' }

) ~; z+ o2 p* J# }5 M    1. 加工中心镗孔加工的特点   
- v# t" h8 F: C# P$ t+ i5 _; J* M9 a+ I7 [
1 v6 n; t" @  i: V

3 s2 ~2 B- U5 W2 s, ?    1.1工具转动   
& J. b- D7 x, r1 N. I; w9 f+ j
% s& k  X+ K$ A    与车床加工不同,加工中心加工时由于工具转动,便不可能在加工中及时掌握刀尖的情况来调节进刀量等。也不可能像数控车床那样可以只调节数控按扭就可以改变加工直径。这便成了完全自动化加工的一个很大的障碍。也正因为加工中心不具有自动加工直径调节机能(附有U轴机能的除外),就要求镗刀必须具有微调机构或自动补偿机能,特别是在精镗时根据公差要求有时必须实现微米级调节。   
8 z4 D1 k/ I! P- @
9 F8 }; n. }( O, k% ~5 L    另外,加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断改变,所以刀尖、工件的冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难得多。特别是用立式加工中心进行钢的盲孔粗镗加工时,至今这个问题还未得到完全解决。     }+ P- \3 x! Q; |, L
5 K9 g3 |! f& x/ ?9 @, d/ G7 a4 x
    1.2颤振(Chatter)   . ^3 S/ E1 I2 `' ^& S/ w7 ?

6 b% @+ d% y- _    镗孔加工时常出现的、也是最令人头痛的问题是颤振。加工中心发生颤振的原因主要有以下几点:   ( }6 a1 C1 A0 C+ U  f) s+ ?
7 f6 ^% s  x& Y3 G1 R$ I
    ①工具系统的刚性(Rigidity)   
* ]) T" F" Z; Q$ \/ m& ^  B. h' g% {5 s/ G2 H; L4 Q3 g  O2 V, }
    包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工(Stub Boring),所以特别是加工小孔、深孔及硬质工件时,工具系统的刚性尤为重要。   
& h$ r( a5 H4 ?# j1 r
8 _7 O& V" h$ x    ②工具系统的动平衡(Balance)   
* o' I+ f- Q9 g! n7 n' k
* C. |1 ]/ t1 e    相对于工具系统的转动轴心,工具自身如有一不平衡质量,在转动时因不平衡的离心力的作用而导致颤振的发生。特别是在高速加工时工具的动平衡性影响很大。   
9 q; b. _6 z% ?* F" \2 m; q$ Z5 @
    ③工件自身或工件的固定刚性(Clamping Rigidity)   3 {& A2 G+ W" V, K5 P9 d
+ i7 t6 l6 q) j
    一些较小、较薄的工件由于其自身的刚性不足,或由于工件形状等原因无法使用合理的夹具进行充分的固定。   
2 T) C/ d1 `3 O2 T2 Z8 n% J% v' B/ t) v! A
    ④刀片的刀尖形状(Geometry of Edge)   1 y$ j+ \, A5 Q; X4 w

3 i. E( `9 Y$ X) |, Q' z1 t  b* B    刀片的前角、后角、刀尖半径、断屑槽形状不同,所产生的切削抗力也不同。   
1 n4 E0 g( Q) Z" ~5 W
+ L- }3 y7 t7 h/ h    ⑤切削条件(Cutting Condition)   ' b; B- s' @/ J. _- W- H: g
- A3 Z5 g2 X2 Q) Q
    包括切削速度、进给、进刀量以及给油方式及种类等。   . O9 W$ c3 P9 ~% D
" P6 z) B9 {7 O- u
    ⑥机器的主轴系统(Spindle)等   
9 u6 s: l5 A; c" Z  P) R4 B/ B
5 K8 Y% q- j. I& e" o    机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能以及主轴和刀柄之间的连接刚性。  
6 l2 t2 X" N  t" z, h  u% v- w3 R, O- R5 ~( j. {( V1 G
  
, m/ ~7 F7 q6 V- Y5 I# g* M! }5 T
% c# ~; J" ]0 S0 ?& f( b    2. 镗刀的选择基准  * Y& D4 o1 \3 j; ]$ t
3 F. a; a- X- \( J1 p
  / N, j" a' H. m( J$ A' m
( i5 a, k, I/ T" U$ s8 g
    根据加工内容的不同,镗刀的选择基准也不一样。一般来说,应注意系统本身的刚性、动平衡性、柔性、可靠性、操作方便性及寿命和成本等。   
0 i8 j/ w$ ^& l, r2 H: W0 O$ ^
& o3 \* ^7 \( k/ J# W) N7 p    2.1一体式(Solid)镗刀与模块式(Modular)镗刀   
" S: V$ S+ D8 j) J8 o; T8 s( l- V
# j3 k. q( Y9 L. C$ w    传统的一体式镗刀主要用于产品的生产线或专机上,但实际上机器的规格多种多样,如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使规格一样,大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使规格、大小都一样,有可能拉钉形状、螺纹也不一样,或者法兰面形状不一样。这些都使得一体式镗刀在对应上遇到很大的困难。特别是近些年来,市场结构、市场需要日新月异,产品周期日益缩短,这就要求加工机械以及加工工具具有更充分的柔性(Suppleness)。所以一体式镗刀大多数已从工场中消失。   # [. Z1 d3 t) T

5 s/ A3 r3 ?' o: d! Y    模块式镗刀即是将镗刀分为:基础柄(Basic Holder)、延长器(Extension)、减径器(Reduction)、镗杆、镗头(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、倒角环等多个部分,然后根据具体的加工内容(粗镗、精镗;孔的直径、深度、形状;工件材料等等)进行自由组合。这样不但大大地减少了刀柄的数量,降低了成本,也可以迅速对应各种加工要求,并延长刀具整体的寿命。   
" J$ U( _& E" v* U# a
! ~0 S# Y$ @' w* l' u4 L, D. s/ p    模块式镗刀最先出现在欧洲市场,大约20年前日本大昭和精机株式会社(BIG)与瑞士KAISER公司进行技术合作,BIG-KAISER模块式镗刀首次出现在日本市场,并逐渐取代了一体式镗刀的地位。如今日本的机械加工工场里80%以上都是使用的BIG-KAISER模块式镗刀。   , P9 }4 j8 J; m# i, L5 F+ S

, z1 z& q# s% V# ?) @9 A    由此可见,模块式镗刀具有一体式镗刀无法比拟的优势。当然,这也需要模块式镗刀具有高连接精度和高连接刚性,以及高重复精度和高度的信赖性。   
+ A& R- T( q; n% ?8 l, V
0 w# K( m! f& W6 n1 Q- ]    2.2各种各样的模块式镗刀   0 I- O0 q/ g1 S1 f3 l4 o* e

1 i' }8 ?7 a3 {# ?# g    现在市场上存在着各种各样的模块式镗刀系统,它们的连接方式各有区别。   ! v) H4 w* o$ f; S

, C2 d# d3 e8 j# S    ①BIG-KAISER方式:它只要靠一颗锥度为15°的锥形螺钉来连接,固定时也只需要一支六角小扳手,操作非常方便。由于螺孔与被连接体的锥孔间有一定的偏心,当旋紧螺钉时依靠锥面的作用,将旋紧力的绝大部分转化为轴向的拉力,使被连接的两部分贴紧,而保持径向位置不变。固定螺钉用高剪断强度材料制成,可承受较大的扭矩,并且粗镗时设有加强拴。    2 C8 u; ], Z' C0 j6 E* e
( [3 l% L/ W9 p' a
    ②侧固式:显而易见,这种连接方式仅仅是达到固定的目的。它的旋紧力的绝大部分都向着径向。不但连接体的端面不能密接,径向位置也会发生变化。   2 j5 y8 x! V' r3 j8 ?, q4 v! J

) a1 N+ `' \0 o) _% ?    ③旋入式:虽然端面得到连接,但刀尖在圆周上的相位会发生变化。   8 q$ }4 \2 Q" u  b# {

1 K/ b! @6 ^* T( L/ w$ H    ④后部拉紧式:端面的连接和跳动都较好,但操作性很差。   + h0 }' Y. x5 ?0 b7 ]
; h& \' f5 s7 J, e1 w
    ⑤其它方式:包括侧面90°两点固定方式;侧面180°两点倾斜固定方式;ABS方式等等。   0 x9 t* }- j; X: ~3 U

/ r9 s, {( T3 [! R! p% k    总而言之,模块式镗刀系统具有很大的优势,但并不是说只要是模块式就好。必须从连接刚性、精度、操作性、价格等多方面来衡量。
回复

使用道具 举报

发表于 2008-8-8 15:17:18 | 显示全部楼层

言之有理

阁下的理论知识很厉害吗?不知道有没有亲自搞过?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2008-8-15 19:15:11 | 显示全部楼层

第一次接触到

第一次接触到
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2011-12-31 22:40:30 | 显示全部楼层
谢谢楼主,学习学习。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2012-1-1 15:35:28 | 显示全部楼层
很不错,有一点见识。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2012-1-1 23:22:48 | 显示全部楼层
又学习了新东西,谢谢楼主
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2012-1-10 20:50:35 | 显示全部楼层
好像没那 么复杂吧,就是刀具旋转加工了
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2012-1-13 22:48:17 | 显示全部楼层
For Modular Boring Bar System, I think only Sandvik Coromant Capto is the best, double contact design just like HSK system.
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2013-1-18 09:30:36 | 显示全部楼层
谢谢楼主l
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2013-1-21 11:38:04 | 显示全部楼层
谢谢楼主l
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2025-4-3 18:26 , Processed in 0.063365 second(s), 15 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表