镗削加工
- 格式:docx
- 大小:458.58 KB
- 文档页数:9
镗削加工1.什么叫悬伸镗削法?它有哪些特点?使用悬伸的单镗刀杆,对中等孔径和不穿通的同轴孔进行镗削加工,这种加工方法叫悬伸镗削法。
悬伸镗削法的主要特点有:(1)由于悬伸镗削所使用的镗刀杆一般均较短、粗,刚性较好,切削速度的选择可高于支承镗刀杆,故生产效率高。
(2)在悬伸镗刀杆上装夹、调整刀具方便,在加工中又便于观察和测量,能节省辅助时间。
(3)用悬伸镗削法采用主轴送进切削时,由于镗刀杆随主轴送进而不断悬伸,刀杆系统因自重变化产生的挠度也不同,在加工较长内孔时,孔的轴线易产生弯曲。
由于主轴不断伸出,整个刀杆系统刚性不断变差,镗削时在切削力作用下,系统弹性变形逐渐增大,影响孔的镗削精度,使被加工孔产生圆柱度误差。
2、试述采用工作台进给悬伸镗削的特点。
这种镗削方式对被加工孔的精度有何影响?用工作台进给悬伸镗削时;由于主轴悬伸长度在切削前已经调定,故切削过中由刀杆系统自重和受切削力引起的挠曲变形及弹性变形相对较为稳定。
因此被加工孔产生的轴线弯曲和圆柱度误差均比用主轴进给悬伸镗削时小。
这种镗削方式影响孔加工精度的主要原因是床身和工作台导轨的直线度误差,以及它们之间的配合精度。
若床身导轨在水平平面和垂直平面内有直线度误差,会使被加工孔的轴线产生直线度误差和对基准表面产生位置误差;若导轨配合精度差,将会使被加工孔产生圆度误差。
3、什么叫支承镗削法?它有哪些特点?支承镗削法是采用架于镗床尾座套筒内的支承镗杆进行镗削的一种切削加工方式。
支承镗削法的特点是:(1)与悬伸镗削法相比,大大增强了镗杆的刚性。
(2)适合同轴孔系的加工。
可配用多种精度较高的镗刀,加工精度高,能确保加工质量。
(3)装夹和调整镗刀较麻烦、费时,不易观察加工情况,试镗、测量等操作没有悬伸镗削法那样直观、方便。
4、试述采用镗杆进给支承镗削法的特点。
这种镗削方式对被加工孔的精度有何影响?采用镗杆进给支承镗削法镗孔,镗杆伸出长度随主轴进给而不断变化,但镗杆和主轴在两支承点之间的距离不变。
镗削加工安全技术操作规程1. 引言镗削加工是一种常用的金属加工方法,涉及到高速旋转的切削工具和工件,因此在进行镗削加工时需要严格遵守相关的安全技术操作规程,以确保工作人员的安全和加工质量的稳定性。
本文档旨在阐述镗削加工的安全技术操作规程,帮助操作人员正确、安全地进行镗削加工操作。
2. 安全设备和防护措施在进行镗削加工操作前,应确保以下安全设备和防护措施的配备和使用:•安全眼镜和面罩:镗削加工时可能会产生大量的金属屑和切屑,使用安全眼镜和面罩可以避免这些碎屑对眼睛的伤害。
•耳塞或耳罩:镗削加工过程中产生的噪音可能对操作人员的听力造成损害,应使用合适的耳塞或耳罩来保护听力。
•防护手套和工作服:镗削加工时手部和身体可能暴露在切削区域附近,应佩戴合适的防护手套和工作服,以防止意外伤害。
•安全围栏和警示标志:在进行镗削加工时,应使用安全围栏将加工区域封闭起来,并设置警示标志,以提醒他人注意安全。
•紧急停机装置:在镗削加工操作中,应安装紧急停机装置,一旦发生意外情况,操作人员可以立即切断电源,确保安全。
3. 操作前的准备工作在进行镗削加工操作前,需要进行以下准备工作:•检查设备和工具:检查镗削设备和切削工具的状态,确保其处于良好的工作状态,没有异常情况。
•准备合适的切削工具:根据工件的要求选择合适的切削工具,并进行必要的装配和调整。
•清理工作区域:清理工作区域,确保没有杂物和障碍物,以防止意外事故的发生。
4. 操作步骤步骤1:设定镗削参数设定合适的镗削参数对加工质量和效率至关重要。
在设定镗削参数时,应注意以下几点:•转速和进给速度:根据工件材料和切削工具的特性,设定合适的转速和进给速度,以保证切削效果和工具寿命。
•刀具位置:根据工件的要求,设定刀具的位置,确保切削过程能够达到设定的要求。
步骤2:进行试削在开始正式的镗削加工前,应进行试削,以确保设定的镗削参数符合要求。
在试削过程中,应关注以下几个方面:•切削噪音和震动:观察切削过程中是否有异常的噪音和震动,如果有,应及时停机检查。
机械加工镗削工艺1.主题内容和适用范围本工艺规则了机械加工镗工序钻工序工艺,工具准备.工艺规范.操作规程.质量检验和安全环保等方面要求。
2.镗削刀具2.1镗刀.镗刀柄和镗刀盘2.1.1.镗刀镗孔所用的刀具称为镗刀,常用的有整体式镗刀和机械固定式镗刀。
所谓双刃镗刀,是指两端都有切削刃的镗刀。
多用于孔的精加工,当精镗时,镗刀块通过作用在两端的切削刃上大小相等.方向相反的切削抗力,保持自身的平衡状态,实现自动定心。
2.1.2镗刀柄镗刀柄是装在机床主轴孔中,用来夹持镗刀头的杆状工具。
根据结构不同可分为简易式镗刀柄.微调式镗刀柄等形式。
1)简易式镗刀柄简易式镗刀柄。
安装镗刀的方形孔(或圆形孔)可做成直孔或斜孔,在斜孔中安装镗刀可镗通孔.台阶孔和不通孔,在直孔中安装镗刀只能镗通孔和台阶孔。
孔径尺寸控制一般用敲刀法来调整。
2)微调式镗刀柄镗孔中使用的微调镗刀柄有多种,结构各不相同,下面介绍几种形式。
(1)刀头垂直式微调镗刀柄。
(2)圆柱形刀头微调镗刀柄。
(3)刀头倾斜式微调镗刀柄。
(4)支点式微调镗刀柄。
刀头垂直式微调镗刀柄的镗刀头伸出调整方向与刀柄轴线垂直,镗刀柄上装有主体套,用长螺钉固定。
刀头装在夹刀套孔中,并用小螺钉紧固。
螺杆小端旋在夹刀套的螺钉孔内,大端旋在主体套螺钉孔中,螺杆大端和小端的螺距不相等。
调整时,转动螺杆(内六角),使夹刀套和镗刀头前后移动,移动最大量等于大端螺距和小端螺距之差。
在螺杆头上刻有刻线,以准确地掌握镗刀头移动尺寸。
调整时,要松开固定刀头的小螺钉圆柱形刀头微调镗刀柄上的镗刀头呈圆柱形,转动微调螺钉,可带动镗刀头沿镗刀柄径向移动。
拧动内六角螺钉传动两个滑块,能夹紧或松开镗刀头。
镗刀柄的斜孔与刀柄轴线成一定角度,它是通过刻度和精密螺纹来进行微调的。
装有可转位镗刀片的镗刀头上有精密螺纹,镗刀头的外圆柱与镗刀柄上的孔相配,并在其后端采用内六角紧固螺钉及垫圈拉紧。
镗刀头的螺纹上旋有带刻度的调整螺母,调整螺母的背部是一个圆锥面,与镗刀柄孔口的内锥面紧贴。
镗削工艺特点
镗削是一种重要的金属加工工艺,它是通过切削刀具将材料从孔内切削成所需形状的一个过程。
镗削工艺主要应用于汽车零件、航空航天等领域,具有以下特点:
一、镗削工艺具有高精度和高质量的特点。
镗削过程是在加工前先进行淬火退火等热处理,然后进行机械加工,保证了镗削加工出来的工件具有高质量和高精度的特点。
此外,镗削加工可以针对不同的材料进行加工,如钢、铜、铝合金等,镗削工艺能够保证材料的物理性质得以保留。
二、镗削技术可实现复杂形状的制造。
不同于传统的加工方法,如铸造、锻造等,镗削工艺能够实现精确的孔内加工,可以制造各种复杂形状的精密零件,能够满足各种机械设备对零件形状的需求。
这为工业生产带来了很大的便利。
三、镗削工艺可减少表面粗糙度,提高加工效率。
镗削加工是一种高速、高效的加工方法,能够使工件表面粗糙度得到减少,大大提高了加工效率。
同时,镗削工艺还可以提高加工质量,使工件外形更加规范。
四、镗削工艺可以通过自动化手段实现生产制造。
镗削机械可以通过数控自动化,实现自动化生产制造,不仅提高了生产效率,也可以避免因人误差带来的生产损失,保证了工件的质量。
其模块化的特点,也方便更换刀具附件等加工零部件,从而加快生产效率。
总之,镗削工艺在加工业中占据着重要的地位,其独特的优势可以适应不同领域的加工需求。
随着机械制造技术的发展,镗削工艺也将进一步发展,不断演化为更加先进和高效的加工方法,为工业自动化生产提供了更多的可能。
深孔的镗削加工1.加工方案分析在深孔的镗削加工中按照进给方式的不同分为推镗法和拉镗法两种。
推镗法按其不同的排屑方式又分外排屑推镗法和内排屑推镗法。
1.1.1.外排屑推镗法外排屑推镗法的冷却液由油泵输入输油器,通过镗杆外圆与已加工内孔之间的环形空隙流入切削区,可以充分起到镗刀导向块(条)的强制润滑冷却和消振作用,并将切屑通过坯孔冲向镗床床头方向进入集屑箱。
1.1.2.內排屑推镗法内排屑推镗法的冷却液输入方式和外排屑推镗法相同,而冷却液的回流方式则是强制切屑从镗刀体上的排屑孔通过镗杆内孔向后排到集屑箱。
这种排屑方式不仅能起到强制冷却和消振作用,而且迫使全部切屑从镗杆内孔排出,又称BTA 镗削法【1】。
推镗法在镗削加工过程中,镗杆始终处于轴向受压的工作状态,易引起镗杆的弯曲及振动,产生孔加工的直线性误差。
但由于加工较大孔径时,镗杆外径可达孔径的80~85%,故镗杆刚性一般都能满足要求。
此外,推镗法镗刀导向套的装夹也十分方便。
外排屑推镗法由于排屑空间相对大些,对镗刀切削时的断屑要求也较宽,短时间出现一些长切屑不会影响镗削效果,并可以通过改变工艺参数达到断屑效果;内排屑推镗法由于排屑空间极为有限,要求切屑成“C”字形,一旦出现带状长屑将会堵塞排屑孔,损坏镗刀,划伤孔壁。
从对密封装置的要求看,外排屑推镗法对切削液压力要求较低,通常由内孔倒角与金属环接触密封即能达到要求;内排屑推镗法是一个(机床-工件内孔-镗杆间)封闭切削液通道,切削液压力高,故工件内孔与机床的密封要求较为严格,一般选用工件内孔与橡胶密封环接触密封。
1.1.3.组合镗刀推镗法组合镗刀即推镗、精镗、浮镗、滚压组成一体,一次走刀完成镗削。
这种方法的优点是工序集中,辅助工时短,但存在刀具结构复杂、笨重,刀具成本高,镗削时切削余量、切削速度和进给量等参数相互制约的缺陷。
同时组合镗刀切削力比较大,镗杆刚性差时易振动,这些均直接影响内孔的加工质量,故国内加工深孔时采用此工艺的较少。
镗削加工基础知识关于镗削加工已有许多技术文章,其中一些文章写得很不错,但也有一些文章存在明显的谬误。
为了有效完成这种重要的内孔精加工,必须消除有关镗削的一些错误观念。
镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺,其应用范围一般从半粗加工到精加工,所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。
镗刀有三个基本元件:可转位刀片、刀杆和镗座。
镗座用于夹持刀杆,夹持长度通常约为刀杆直径的4倍。
装有刀片的刀杆从镗座中伸出的长度称为悬伸量(镗刀的无支承部分)。
悬伸量决定了镗孔的最大深度,是镗刀最重要的尺寸。
悬伸量过大会造成刀杆严重挠曲,引起振颤,从而破坏工件的表面质量,还可能使刀片过早失效。
这些都会降低加工效率。
对于大多数加工应用,用户都应该选用静刚度和动刚度尽可能高的镗刀。
静刚度反映镗刀承受因切削力而产生挠曲的能力,动刚度则反映镗刀抑制振动的能力。
本文的第一部分主要分析镗刀的静刚度。
文中资料来源于作者对镗刀挠曲的研究。
镗刀的挠曲取决于刀杆材料的机械性能、刀杆直径和切削条件。
切削力作用于镗刀上的切削力可用一个旋转测力计进行测量。
被测力包括切向力、进给力和径向力。
与其它两个力相比,切向力的量值最大。
切向力垂直作用于刀片的前刀面,并将镗刀向下推。
需要注意,切向力作用于刀片的刀尖附近,而并非作用于刀杆的中心轴线,这一点至关重要。
切向力偏离中心线产生了一个力臂(从刀杆中心线到受力点的距离),从而形成一个力矩,它会引起镗刀相对其中心线发生扭转变形。
进给力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀杆的中心线,因此不会引起镗刀的挠曲。
径向力的作用方向垂直于刀杆的中心线,它将镗刀推离被加工表面。
因此,只有切向力和径向力会使镗刀产生挠曲。
已沿用了几十年的一种经验算法为:进给力和径向力的大小分别约为切向力的25%和50%。
但如今,人们认为这种比例关系并非“最优算法”,因为各切削力之间的关系取决于特定的工件材料及其硬度、切削条件和刀尖圆弧半径。
镗削加工基础知识关于镗削加工已有许多技术文章,其中一些文章写得很不错,但也有一些文章存在明显的谬误。
为了有效完成这种重要的内孔精加工,必须消除有关镗削的一些错误观念。
镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺,其应用范围一般从半粗加工到精加工,所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。
镗刀有三个基本元件:可转位刀片、刀杆和镗座。
镗座用于夹持刀杆,夹持长度通常约为刀杆直径的4倍。
装有刀片的刀杆从镗座中伸出的长度称为悬伸量(镗刀的无支承部分)。
悬伸量决定了镗孔的最大深度,是镗刀最重要的尺寸。
悬伸量过大会造成刀杆严重挠曲,引起振颤,从而破坏工件的表面质量,还可能使刀片过早失效。
这些都会降低加工效率。
对于大多数加工应用,用户都应该选用静刚度和动刚度尽可能高的镗刀。
静刚度反映镗刀承受因切削力而产生挠曲的能力,动刚度则反映镗刀抑制振动的能力。
本文的第一部分主要分析镗刀的静刚度。
文中资料来源于作者对镗刀挠曲的研究。
镗刀的挠曲取决于刀杆材料的机械性能、刀杆直径和切削条件。
切削力作用于镗刀上的切削力可用一个旋转测力计进行测量。
被测力包括切向力、进给力和径向力。
与其它两个力相比,切向力的量值最大。
切向力垂直作用于刀片的前刀面,并将镗刀向下推。
需要注意,切向力作用于刀片的刀尖附近,而并非作用于刀杆的中心轴线,这一点至关重要。
切向力偏离中心线产生了一个力臂(从刀杆中心线到受力点的距离),从而形成一个力矩,它会引起镗刀相对其中心线发生扭转变形。
进给力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀杆的中心线,因此不会引起镗刀的挠曲。
径向力的作用方向垂直于刀杆的中心线,它将镗刀推离被加工表面。
因此,只有切向力和径向力会使镗刀产生挠曲。
已沿用了几十年的一种经验算法为:进给力和径向力的大小分别约为切向力的25%和50%。
但如今,人们认为这种比例关系并非“最优算法”,因为各切削力之间的关系取决于特定的工件材料及其硬度、切削条件和刀尖圆弧半径。
镗削通用工艺范围本守则规定了镗削加工的工艺规则,适用于本公司的镗削加工。
2 刀具的装夹2.1 在装夹镗刀杆、刀盘以及钻头时,需擦净锥柄及机床主轴孔。
2.2 在装浮动铰刀时,要把铰刀以及方孔擦净,应正确装刀以及对刀。
3 工件的装夹3.1 在卧式镗床工件台上装夹工件时,工件应尽量靠近主轴安装。
3.2 装夹刚性差的工件时,应加辅助支承,并且夹紧力要适当,以防工件装夹变形3.3 在装夹大型工件时,要考虑工件的装夹位置,尽事能使各加工面在一次装夹中完成,并使机床轴尽量少伸出。
3.4 要正确安装和使用镗模,以防影响镗模的精度。
4 镗削加工4.1镗孔前,应将工作台的回转装置以及床头箱位置销紧。
4.2 在镗(扩)铸、锻件毛坯孔前,应先将孔端倒角或先刮平面。
4.3 镗削有位置公差要求的孔或孔组时,应先镗基准孔,再以基准孔依次加工其余各孔。
4.4 在镗床工作台上需将工件调头镗削时,在调头前应在工作台或工件上做出辅助定位面(以要求不高的工件,可按线找正)以便调头后找正。
4.5 若镗削同轴两端孔,且距离较大,并有一定精度要求,需回转工作台镗孔时,在未装夹工件前,应把主轴轴线调整到回转中心的垂线上,其偏差为图样要求的1/3-1/2。
4.6 在镗床上用铰刀精铰孔时,应先镗后铰。
4.7精镗孔时应先试镗,测量合格后才能继续加工。
4.8 使用浮动铰刀铰孔时,必须注意刀体与刀杆方孔浮动要灵活,镗刀杆和镗套之间润滑要充足。
4.9 镗削盲孔或台阶孔时,走刀终了稍停片刻再退刀。
4.10精镗时的切削量可参照车削加工的切削用量。
涂漆通用工艺范围本守则规定了涂漆加工的工艺规则,适用于本公司的涂漆加工。
2 除锈2.1 对工件表面的型沙、毛刺、焊渣、飞溅物、油污、灰尘等物用破皮及钢丝刷等除锈工具刮,铲清除干净,使其达到平整、清洁,提高涂层的附着力。
2.2 锈蚀等级见表2.3 除锈等级见表零件非焊接部位应按St2彻底除锈,零件焊接部位应按St3非常彻底除锈。
镗削加工是机械加工中十分常见的加工工艺之一。
安装镗刀工作是非常重要的,特别是针对采用偏心原理的工作调整,安装镗孔刀后一定要注意观察镗刀的主刀刃上平面,是否与镗刀头的进给方向在同一水平面上?安装在同一水平面上才能保证几个切屑刃是在正常的加工切削角度。
除此之外,在进行镗削加工的过程中还会遇到以下问题。
一、镗孔要求1、镗削加工前仔细检查工装、工件的定位基准、各定位元件是否稳定可靠。
2、镗孔加工前检查设备(主轴)重复定位精度、动态平衡精度是否满足工艺加工制造要求。
3、卧加镗孔试镗过程中须检查镗杆重力悬伸动态跳动值,合理修正切削参数减少加工离心剪切振动影响。
4、按粗镗、半精镗、精镗步骤合理分配层镗削余量,粗镗余量约0.5mm为宜;半精镗、精镗余量约0.15mm,避免半精镗因余量过大产生让刀现象影响精镗余量调整精度。
5、难加工材料、高精度镗孔(容差≤0.02mm)可增加精细镗加工步骤,镗削余量不小于0.05mm避免加工面弹性让刀。
6、镗刀对刀过程中,须注意避免镗刀工作部(刀片和刀座)与对刀块发生冲击,损坏刀片及刀座导向槽使镗刀调整值发生变化影响孔径加工精度。
7、镗削加工过程中注意保持冷却充分,增加加工部位的润滑效果以减少切削力。
8、各加工步骤中严格排屑,防止切屑参与二次切削影响孔径加工精度与表面质量。
镗削加工过程中随时检查刀具(刀片)磨损程度,及时更换以保证孔径加工质量;精镗步骤严禁更换刀片防止误差12.每步骤加工后须严格执行过程质量控制要求,仔细检测实际加工孔径并做好记录,便于分析、调整完善镗孔加工。
二、刀具磨损在镗削加工中,刀具连续切削,易出现磨损和破损现象,降低孔加工的尺寸精度,使表面粗糙度值增大;想学习数控编程可以在群304214709帮助你,同时,微调进给单元标定出现异常,导致调整误差使加工孔径出现偏差甚至引发产品质量故障。
三、刀片刃口磨损变化1、加工误差镗孔加工的加工误差反映在孔加工后的尺寸、形位及表面质量变化上,主要影响因素有:(1)刀杆长径比过大或悬伸过长(2)刀片材质与工件材质不匹配(3)镗削用量不合理(4)余量调整分配不合理(5)初孔孔位偏移导致余量周期性变化(6)工件材料高刚性或低塑性,刀具或材料呈让刀趋势2、表面质量(1)镗削已加工表面的鱼鳞状或螺纹状切纹,是比较常见的表面质量现象:(2)因刀具的进给和转速不匹配造成(3)因镗削加工的刚性振动及刀具磨损造成3、调整失误镗削加工中由于需要操作人员调整分配层吃刀量,在调整分配进刀余量过程中因操作不当易引发加工尺寸精度偏差。
镗削一、镗床及其发展历史镗削作为作为具有现代意义最早的加工方法伴随着第一台车床镗床的出现而大放异彩。
说起镗床,还先得说说达²芬奇。
这位传奇式的人物,可能就是最早用于金属加工的镗床的设计者。
他设计的镗床是以水力或脚踏板作为动力,镗削的工具紧贴着工件旋转,工件则固定在用起重机带动的移动台上。
1540年,另一位画家画了一幅《火工术》的画,也有同样的镗床图,那时的镗床专门用来对中空铸件进行精加工。
由于制造武器的需要,在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。
1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后,汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。
到了17世纪,由于军事上的需要,大炮制造业的发展十分迅速,如何制造出大炮的炮筒成了人们亟需解决的一大难题。
1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床,威尔金森的镗床是一种能够精密地加工大炮的钻孔机,它是一种空心圆筒形镗杆,两端都安装在轴承上。
次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。
1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。
1880年前后,在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。
为适应特大、特重工件的加工,20世纪30年代发展了落地镗床。
随着铣削工作量的增加,50年代出现了落地镗铣床。
20世纪初,由于钟表仪器制造业的发展,需要加工孔距误差较小的设备,在瑞士出现了坐标镗床。
为了提高镗床的定位精度,已广泛采用光学读数头或数字显示装置。
有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。
镗床的主要功能是镗削工件上各种孔和孔系,特别适合于多孔的箱体类零件的加工。
此外,还能加工平面、沟槽等。
镗床的主要工作范围有:在镗床上可以对工件进行钻孔、扩孔和铰孔等一般加工。
能对各种大、中型零件的孔或孔系进行镗削加工。
能利用镗床主轴,安装铣刀盘或其他铣刀,对工件进行铣削加工。
在卧式镗床上,还可以利用平旋盘和其他机床附件,镗削大孔、大端面、槽及进行螺纹等一些特殊的镗削加工。
镗床按外形结构特征,可分为立式、卧式两大类。
立式坐标镗床分为单立柱式和双立柱式;卧式坐标镗床分为纵床身式和横床身式。
坐标镗床主要用以镗削高精度孔和有精确坐标精度的孔。
可进行高精度的铣削加工。
还常用来在样板和精密零件上划线和刻线,以及对精密零件进行测量等工作。
坐标镗床的孔加工坐标定位精度可达0.004~0.01mm,加工面的表面粗糙度值小于Ra0.8μm。
不得不说的是镗削加工的工具,镗刀。
镗刀是镗削刀具的一种,一般是圆柄的,也有较大工件使用方刀杆,最常用的场合就是镗刀内孔加工,扩孔,仿形等。
有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。
镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。
因装夹方式的不同,部有方柄、莫氏锥柄和7:24锥柄等多种形式。
单刃镗刀切削部分的形状与车刀相似。
为了使孔获得高的尺寸精度,精加工用镗刀的尺寸需要准确地调整。
微调镗刀可以在机床上精确地调节镗孔尺寸,它有一个精密游标刻线的指示盘,指示盘同装有镗刀头的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构。
当转动螺母时,装有刀头的心杆即可沿定向键作直线移动,借助游标刻度读数精度可达0.001毫米。
镗刀的尺寸也可在机床外用对刀仪预调。
双刃镗刀有两个分布在中心两侧同时切削的刀齿,由于切削时产生的径向力互相平衡,可加大切削用量,生产效率高。
双刃镗刀按刀片在镗杆上浮动与否分为浮动镗刀和定装镗刀。
浮动镗刀适用于孔的精加工。
它实际上相当于铰刀,能镗削出尺寸精度高和表面光洁的孔,但不能修正孔的直线性偏差。
为了提高重磨次数,浮动镗刀常制成可调结构。
为了适应各种孔径和孔深的需要并减少镗刀的品种规格,人们将镗杆和刀头设计成系列化的基本件──模块。
使用时可根据工件的要求选用适当的模块,拼合成各种镗刀,从而简化了刀具的设计和制造。
二、镗削加工的工艺特点及应用镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。
通常用于加工尺寸较大,精度要求较高的孔,特别是分布在不同表面上,孔距和位置精度要求较高的孔。
如箱体上的孔,还可以进行铣削,钻孔,扩孔,铰孔等工作。
镗削运动构成:镗刀随镗杆一起转动,形成主切削运动,而工件不动。
用镗刀对已有的孔进行再加工,称为锐孔。
对于直径较大的孔(一般D> 80~100mm)、内成形面或孔内环槽等,锉削是唯一合适的加工方法。
一般锉孔精度达1T8~IT7,表而粗糙度值为0.8~1.6μm。
精细镗时,精度可达IT7~IT6,表面粗糙度Ra值为0.2~0.8μm。
镗孔可以在多种机床上进行。
回转体零件上的孔多在车床上加工,箱体类零件上的孔或孔系(即要求相互平行或垂直的若干几个孔)则常用悼床加工。
镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺,其应用范围一般从半粗加工到精加工,所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。
镗刀有三个基本元件:可转位刀片、刀杆和镗座。
镗座用于夹持刀杆,夹持长度通常约为刀杆直径的4倍。
装有刀片的刀杆从镗座中伸出的长度称为悬伸量(镗刀的无支承部分)。
悬伸量决定了镗孔的最大深度,是镗刀最重要的尺寸。
悬伸量过大会造成刀杆严重挠曲,引起振颤,从而破坏工件的表面质量,还可能使刀片过早失效。
这些都会降低加工效率。
对于大多数加工应用,用户都应该选用静刚度和动刚度尽可能高的镗刀。
静刚度反映镗刀承受因切削力而产生挠曲的能力,动刚度则反映镗刀抑制振动的能力。
作用于镗刀上的切削力可用一个旋转测力计进行测量。
被测力包括切向力、进给力和径向力。
与其它两个力相比,切向力的量值最大。
切向力垂直作用于刀片的前刀面,并将镗刀向下推。
需要注意,切向力作用于刀片的刀尖附近,而并非作用于刀杆的中心轴线,这一点至关重要。
切向力偏离中心线产生了一个力臂(从刀杆中心线到受力点的距离),从而形成一个力矩,它会引起镗刀相对其中心线发生扭转变形。
进给力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀杆的中心线,因此不会引起镗刀的挠曲。
径向力的作用方向垂直于刀杆的中心线,它将镗刀推离被加工表面。
因此,只有切向力和径向力会使镗刀产生挠曲。
已沿用了几十年的一种经验算法为:进给力和径向力的大小分别约为切向力的25%和50%。
但如今,人们认为这种比例关系并非“最优算法”,因为各切削力之间的关系取决于特定的工件材料及其硬度、切削条件和刀尖圆弧半径。
推荐采用以下公式来计算切向力Ft:Ft=396000³切削深度³进给率³功率常数加工不同工件材料时镗刀所受径向力的计算公式见下表。
镗刀径向力的计算工件材料-布氏硬度-径向力计算公式碳钢,合金钢,不锈钢,工具钢-80~250-Fr=0.308³Ft碳钢,合金钢,不锈钢,工具钢-250~400-Fr=0.672³Ft球墨铸铁,灰铸铁-150~300-Fr=0.331³Ft镗刀的挠曲镗刀类似于一端固定(镗座夹持部分)、另一端无支承(刀杆悬伸)的悬臂梁,因此可用悬臂梁挠曲计算公式来计算镗刀的挠曲量:y=(F×L3)/(3E×I)式中:F为合力,L为悬伸量(单位:英寸),E为弹性模量(即刀杆材料的杨氏模量)(单位:psi,磅/平方英寸),I为刀杆的截面惯性矩(单位:英寸4)。
镗刀杆截面惯性矩的计算公式为:I=(π×D4)/64式中:D为镗刀杆的外径(单位:英寸)。
镗刀挠曲计算实例:加工条件:工件材料:AISI 1045碳钢,硬度HB250;切削深度:0.1″,进给量:0.008英寸/转;刀杆直径:1″,刀杆的弹性模量:E=30³106psi,刀杆的悬伸量:4″。
(1)切向力的计算Ft=396000³切削深度³进给量³功率常数=396000³0.1³0.008³0.99=313.6 lbs(2)径向力的计算Fr=0.308³Ft=0.308³313.6=96.6 lbsnextpage(3)合力的计算F=328.1 lbs(4)截面惯性矩的计算:I=(π³D4)/64=0.0491 in.4(5)镗刀挠曲的计算y=(F³L3)/(3E³I)=0.0048″分析镗刀挠曲和截面惯性矩的计算公式可知,在镗削加工时应遵循以下原则:(1)镗刀的悬伸量应尽可能小。
因为随着悬伸量的增大,挠曲量也会随之增大。
例如,当悬伸量增大1.25倍时,在刀杆外径和切削参数保持不变的情况下,挠曲量将增大近2倍。
(2)镗刀杆的直径应尽可能大。
因为当刀杆直径增大时,其截面惯性矩也会增大,挠曲量将会减小。
例如,当刀杆直径增大1.25倍时,在悬伸量和切削参数保持不变的情况下,挠曲量将减小近2.5倍。
(3)在悬伸量、刀杆外径和切削参数保持不变时,采用高弹性模量材料的镗刀杆可以减小挠曲量。
镗刀杆的材料镗刀杆由钢、钨基高密度合金或硬质合金制成。
合金钢是最常用的刀杆材料,也有一些镗刀杆制造商采用AISI 1144碳高速钢。
无论何种牌号的碳钢和合金钢,都有相同的弹性模量:E=30³106psi。
一种常见的误解是认为采用高硬度或高品质钢制造镗刀杆可以减小挠曲量。
而从挠曲计算公式可以看出,决定挠曲的变量之一是弹性模量而非硬度。
钨基合金是采用粉末冶金技术加工制成。
钨、镍、铁、铜等高纯度金属粉末是烧结各种合金的典型元素,其中有些合金可用于制作镗刀杆和其它刀柄。
用于制作镗刀杆的典型钨基高密度合金牌号是K1700(E=45³106psi)和K1800(E=48³106psi),用它们制成的镗刀杆在以相同切削参数进行镗削加工时,其挠曲量可比相同直径和悬伸量的钢制刀杆减小50%~60%。
用硬质合金制成的镗刀杆挠曲量非常小,因为其弹性模量比钢和高密度钨基合金高得多。
制作镗刀杆的典型硬质合金牌号的碳化钨含量为90%~94%,钴含量为10%~6%,根据行业编码规定,此类牌号属于C-1(E=82³106~84³106psi)、C-2(E=85³106~87³106psi)或C-3(E=89³106psi)系列。
镗刀片的材料及几何参数镗刀片可采用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、PCD、PCBN等不同刀具材料制成。
硬质合金镗刀片大多采用PVD或CVD涂层。
例如,PVD TiN涂层适于加工高温合金和奥氏体不锈钢;PVD TiAlN涂层用途广泛,适于加工大部分钢、钛合金、铸铁及有色金属合金。
这两种涂层都涂覆于具有良好抗热变形和抗断续切削能力的硬质合金基体上。
此类硬质合金基体含有约94%的碳化钨和约6%的钴,属于行业编码规定中的C-3和C-4系列,相当于ISO标准的K-10~K-20、M-10~M-25及P-10~P-20系列。
CVD涂层硬质合金牌号适用于大部分钢和铸铁材料的镗削加工。