孔系加工(改)
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6.4 钻孔、扩孔、锪孔加工工艺编程6.4.1 实体上钻孔加工用钻头在实体材料上加工孔的方法,称为钻孔。
钻削时,工件固定,钻头安装在主轴上做旋转运动(主运动),钻头沿轴线方向移动(进给运动)。
在实体上钻孔刀具有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻等。
1.实体上钻孔加工刀具⑴麻花钻麻花钻是一种使用量很大的孔加工刀具。
钻头主要用来钻孔,也可用来扩孔。
麻花钻如图6-4-1(a)所示,柄部用于装夹钻头和传递扭矩,工作部分进行切削和导向。
图6-4-1麻花钻①柄部:根据柄部不同,麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种。
直径为0.1~20㎜的麻花钻多为圆柱柄,可装在钻夹头刀柄上(如图6-4-1a所示)。
直径为8~80 mm 的麻花钻多为莫氏锥柄,可直接装在带有莫氏锥孔的刀柄内,刀具长度不能调节(如图6-4-1b所示)。
中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。
②工作部分工作部分又分为导向部分及切削部分。
导向部分:麻花钻导向部分起导向、修光、排屑和输送切削液作用,也是切削部分的后备。
切削部分: 如图6-4-1d所示:麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。
两个螺旋槽是切屑流经的表面,为前刀面;与孔底相对的端部两曲面为主后刀面;与孔壁相对的两条刃带为副后刀面。
为了提高麻花钻钻头刚性,应尽量选用较短的钻头,但麻花钻的工作部分应大于孔深,以便排屑和输送切削液。
图6-4-2钻引正孔刀具2.钻引正孔刀具在加工中心上钻孔,因无夹具钻模导向,受两切削刃上切削力不对称的影响,容易引起钻孔偏斜,因此一般钻深控制在直径的5倍左右之内。
一般在用麻花钻钻削前,要先用中心钻,或刚性好的短钻头,打引正孔,用以准确确定孔中心的起始位置,并引正钻头,保证Z向切削的正确性。
如图6-4-2所示刀具为常用于钻削引正孔的刀具,图6-4-2a是中心孔钻头,图6-4-2b刀尖角为一定角度的点钻,图6-4-2c是球头铣刀,球头面上具有延伸到中心的切削刃。
引正孔钻到指定深度后,不宜直接抬刀,而应有孔底暂停的动作,对引导面进行修磨(常常用G82循环加工引正孔)。
第三节孔加工与外圆表面加工相比,孔加工的条件要差得多,加工孔要比加工外圆困难。
这是因为:(1)孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制,刚性差,容易产生弯曲变形和振动;(2)用定尺寸刀具加工孔时,孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸,刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度;(3)加工孔时,切削区在工件内部,排屑及散热条件差,加工精度和表面质量都不易控制。
一、钻孔与扩孔1.钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一个工序,钻孔直径一般小于。
钻孔加工有两种方式(图图3-27 两种钻孔方式a)钻头旋转b)工件旋转如在车床上钻孔。
上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的。
在钻头旋转的钻孔方式中,由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时,被加工孔的中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转的钻孔方式中则相反,钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线仍是直的。
常用的钻孔刀具有:麻花钻、中心钻、深孔钻等。
其中最常用的是麻花钻,其直径规格为。
标准麻花钻的结构如图3-28所示,其柄部是钻头的夹持部分,并用图3-28 标准麻花钻的结构a)锥柄b)直柄来传递扭矩;钻头柄部有直柄与锥柄两种,前者用于小直径钻头,后者用于大直径钻头。
颈部供制造时磨削柄部退砂轮用,也是钻头打标记的地方,为制造方便直柄麻花钻一般不设颈部。
工作部分包括切削部分和导向部分,切削部分担负着主要切削工作,钻头有两条主切削刃,两条副切削刃和一条横刃,如图3-29所示;螺旋槽表面为钻头的前刀面,切削图3-29 麻花钻的切削部分削刃可视为一正一反安装的两把外圆车刀。
如图中虚线所示。
导向部分有两条对称的螺旋槽和刃带,螺旋槽用来形成切削刃和前角,并起排屑和输送冷却液作用;刃带起导向和修光孔壁的作用;刃带有很小的倒锥,由切削部分向柄部每长度上直径减小,以减小钻头与孔壁的摩擦。
麻花钻的主要几何角度有顶角、前角、后角、横刃斜角和螺旋角,如图3-30所示。
顶角是两条主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角,加工钢料和图3-30 标准麻花钻的几何角度铸铁的钻头顶角取为118°±2°。
echniqueT工 艺行星轮减速器(见图1)是大型装载机行走驱动重要部件,具有结构紧凑,承载能力大,传动精度和效率高的特点,可以实现运动的合成与分解。
由于行星轮架制造技术要求极高,严重制约其发展和国产化,是公认的技术难题。
轮架(见图2)为铸造合金钢;轮盘、弧板为球墨铸铁。
几何精度和位置精度要求颇高,加工难度大。
图2 轮架结构1.轮盘2.轮架3.弧板1. 重要加工要素分析(1)基准圆A、电动机座孔和中部齿轮孔尺寸要求高,是行星轮架的关键要素,为确保其加工尺寸以及形位公差等要求,机床的回转精度、几何精度要求高,而且工件装夹找正要尽量减少人为误差,加工过程必须按粗加工、半精加工、精加工三步进行。
(2)该行星轮架为组合体,轮架上基准圆A与轮盘上基准圆B同轴度是该工件的又一关键特征,其同轴度要求高,如果将轮架上基准圆A与轮盘上基准圆B分别加工到位,装配后是很难达到同轴度要求的;因此,在加工轮盘B基准圆时应留余量0.5mm,待装配后,再以基准圆A找正,基准圆A的台阶面找平,将基准圆B加工到位。
(3)三组齿轮轴承孔是行星轮架的又一关键要素,尺寸精度及形位公差要求特别高。
而且轮架上三个齿轮轴承定位孔与轮盘上三个相对应的齿轮轴承定位孔的同轴度要求高,在轮架加工时,如果将该孔精加工到位,再精加工轮盘上三个轴承定位孔时,由于机床主轴Z轴的运动误差与机床X轴、Y轴的重复定位误差的累积,加工出来的孔很难同时既满足形状公差又满足与轮架上轴承孔相对应的同轴度公差。
通过分析改变加工方式:采用精加工轮架上三个轴承定位孔时,先预留0.5mm,待装配后,与轮盘上轴承定位孔同时进行精加工,减少加工过程中误差。
2. 误差分析(1)机床精度对孔系位置度影响:当机床几何轴X、Y轴运动时,3个孔中心半径R的实际尺寸增加或减少ΔR=±0.02m m,在计算中,取R=0.02mm,假想圆心角为120°不变,则三个孔中心距相应的增量为ΔL=2(R+ΔR)sin(θ/2)-L=2×(254+0.02)×sin(120/2)- 439.94=0.035mm当三个孔圆心角θ的实际角度增加或减少Δθ=±1'时,半径R=254mm,则3个中心距相应增加量为ΔL=2R sin(θ/2+Δθ)-L五粮液普什模具有限公司 (四川宜宾 644007) 余正江行星轮架孔系加工图1 行星轮减速器总成231A-AechniqueT工 艺=2R sin(60°+1°/60)-L =0.04mm为满足轮盘上3个轴孔与轮架上3个相对应的轴孔的同轴度要求,在精镗轴孔时,将轮盘上孔镗到位后,再精镗轮架孔。