深孔珩磨加工中的常见质量缺陷及其产生原因
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关于深孔缺陷的原因与防治措施作者:潘晨昆来源:《硅谷》2013年第13期摘要在对Q345R材质塔体进行焊接时,针对定位焊处所出现的问题对正式焊缝的影响,进行了对施工现场的追踪调查,分析了选用焊材的工艺性能,缺陷产生的原因,以及对生产效率的影响。
关键词碱性焊条性能;CO气孔生成原因;生产成本、效率中图分类号:TG4 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)13-0154-01在对Q345R材质的塔体进行埋弧自动焊焊接过程中(焊丝为H10Mn2配合焊剂Sj101,母材厚度分别为δ=8、10、12),进行第一层焊道清根时,发现较多深孔缺陷的产生。
对此进行了抽样标记,分别为A3、A6、A11,发现80%-90%的深孔出现在定位焊处,非定位焊处产生很少,且孔径小,内壁处有渣壁存在,深度低。
而定位焊处的深孔,孔径较大,内壁无渣壁,深度较高,有些可接近正面焊缝处。
在结束施焊时,RT结果仍然有深孔问题存在,数量较多,缺陷位置与定位焊缝位置相近。
1 缺陷造成的影响较深的深孔处,焊道较薄,当采用工艺规定的允许最大焊接参数是,发生深孔处的焊透现象。
降低焊接参数无疑降低了焊接生产效率,不利于生产进度保障。
深孔较浅的部位虽然可以铇除,但会造成清铇过深,背面施焊时发生焊穿,加大了操作人员的施工难度。
深孔的无法清除还会造成大量的二次返工,进一步降低生产效率,造成生产资源的浪费。
针对出现缺陷的位置,首先对定位焊所选用的碱性焊条J507进行了工艺性能和焊接冶金反应分析,以及对施焊过程进行了跟踪。
2 碱性焊条工艺性能特点1)药皮组分氧化性弱,组分还原性强。
2)对水、锈产生气孔的敏感性较大,使用前经300℃至400℃,1 h-2 h烘干。
3)由于药皮中含有氟化物恶化电弧稳定性,需用直流施焊。
只有当药皮中家有稳弧剂才可交直两用。
4)因碱性焊条的熔池脱氧程度高,不易发生CO沸腾反应,因而氮或氢一旦溶入熔池中就很难析出,从而形成气孔。
数控机床孔加工常见问题解决方案数控机床在工业生产中扮演着重要的角色,它的高精度和高效率使其成为现代制造业不可或缺的工具。
然而,数控机床在孔加工过程中,常常会遇到一些问题。
本文将针对数控机床孔加工中常见的问题进行解决方案的讨论,以帮助工程师和操作人员提高加工效率。
1. 孔径误差过大孔径误差过大是数控机床孔加工中常见的问题之一。
造成孔径误差的原因可能有多种,例如机床参数设置错误、刀具磨损、夹具不稳定等。
解决方案:1.1 检查并优化机床参数设置,确保正确设置进给速度和转速等相关参数。
1.2 定期检查和更换刀具,保持刀具的锋利度,避免磨损引起的误差。
1.3 确保夹具的稳定性,避免夹具松动引起孔径误差。
2. 表面质量不佳表面质量不佳是另一个常见的孔加工问题,特别是在高速切削和深孔加工中。
表面质量不佳可能导致工件精度降低、表面粗糙度增加等问题。
解决方案:2.1 优化切削参数,确保适当的进给速度和切削速度。
2.2 使用合适的刀具和切削液,选择适当的刀具材料和涂层技术,以及使用切削液来降低摩擦和热量。
2.3 定期清洁和维护切削工具,包括清理切片和刀尖,并确保它们保持锋利。
3. 孔面度问题在孔加工过程中,孔面度问题是常见的挑战之一。
孔面度问题包括圆度误差、垂直度误差等。
解决方案:3.1 使用高精度的加工工具和设备,例如精密刀具、夹具等。
3.2 检查和校准机床的几何精度,确保机床的精度和稳定性。
3.3 在加工过程中使用合适的切削液和冷却系统,避免因热变形导致的孔面度问题。
4. 加工效率低加工效率低是数控机床孔加工中常见的问题之一。
低效率可能导致生产周期延长、成本增加等问题。
解决方案:4.1 优化切削参数,例如有效减少孔深和切削时间,提高进给速度和切削速度等。
4.2 使用高效的刀具和切削液,选择合适的刀具和涂层技术,以及使用切削液来降低摩擦和热量。
4.3 自动化和智能化,利用数控机床的自动化功能和智能化控制系统,提高加工效率和生产能力。
九⼤深孔钻机床精度故障分析以及解决⽅法1、⼯件尺⼨准确,表⾯光洁度差 故障原因:深孔钻⼑具⼑尖受损,不锋利;机床产⽣共振,放置不平稳;机床有爬⾏现象;加⼯⼯艺不好。
解决⽅案:⼑具磨损或受损后不锋利,则重新磨⼑或选择更好的⼑具重新对⼑;机床产⽣共振或放置不平稳,调整⽔平,打下基础,固定平稳;机械产⽣爬⾏的原因为拖板导轨磨损厉害,丝杠滚珠磨损或松动,机床应注意保养,上下班之后应清扫铁丝,并及时加润滑油,以减少摩擦;选择适合⼯件加⼯的冷却液,在能达到其他⼯序加⼯要求的情况下,尽量选⽤较⾼的主轴转速。
2、⼯件产⽣锥度⼤⼩头现象 故障原因:深孔钻机床放置的⽔平没调整好,⼀⾼⼀低,产⽣放置不平稳;车削长轴时,贡献材料⽐较硬,深孔钻⼑具吃⼑⽐较深,造成让⼑现象;尾座顶针与主轴不同⼼。
解决⽅案:使⽤⽔平仪调整机床的⽔平度,打下扎实的地基,把机床固定好提⾼其韧性;选择合理的⼯艺和适当的切削进给量避免⼑具受⼒让⼑;调整尾座。
3、驱动器相位灯正常,⽽加⼯出来的⼯件尺⼨时⼤时⼩ 故障原因:深孔钻机床拖板长期⾼速运⾏,导致丝杆和轴承磨损;⼑架的重复定位精度在长期使⽤中产⽣偏差;拖板每次都能准确回到加⼯起点,但加⼯⼯件尺⼨仍然变化。
此种现象⼀般由主轴引起,主轴的⾼速转动使轴承磨损严重,导致加⼯尺⼨变化,数控车床专⽤变频器在深孔加⼯机床主轴上的应⽤也很常见,对提⾼精度有帮助。
解决⽅案:⽤百分表靠在⼑架底部,同时通过系统编辑⼀个固定循环程序,检查拖板的重复定位精度,调整丝杆间隙,更换轴承;⽤百分表检查⼑架的重复定位精度,调整机械或更换⼑架;⽤百分表检测加⼯⼯件后是否准确回到程序起点,若可以,则检修主轴,更换轴承。
4、⼯件尺⼨与实际尺⼨相差⼏毫⽶,或某⼀轴向有很⼤变化 故障原因:快速定位的速度太快,驱动和电机反应不过来;在长期摩擦损耗后机械的拖板丝杆和轴承过紧卡死;⼑架换⼑后太松,锁不紧;编辑的程序错误,头、尾没有呼应或没取消⼑补就结束了;系统的电⼦齿轮⽐或步距⾓设置错误。
在机械加工中,设备的选择与使用至关重要。
在进行深孔加工时,深孔钻机床是必不可少的一种机械设备。
而在生产中,加工深孔会遇到一些问题,因此在使用深孔钻机床时,也需要对这些问题有所了解。
下面我们就来具体解决一下机械生产中深孔加工的相关问题。
一、深孔钻机床的加工特点1、深孔钻机床因为刀杆受孔径的限制,直径小,长度大,会出现刚性差,强度低的情况。
因此在切削时,容易产生振动、波纹,从而对直线度和表面粗糙度有一定影响。
2、润滑液在钻孔和扩孔时由于特殊装置很难进入到切削区,这导致刀具的耐性降低,排屑十分困难。
3、由于深孔加工的过程中,不能直接观察刀具切削情况,所以只能根据工作经验凭借声音或者观察切屑以及手试温度来确定切削过程是否正常。
4、由于深孔加工长度大,因此加工过程中切屑排除有一定困难,所以需要采用可靠的手段控制断屑,以便顺利排出,避免堵塞。
5、为了保证深孔在加工过程中顺利进行和达到应要求的加工质量,应增加刀具排屑装置、刀具引导和支承装置和高压冷却润滑装置。
二、深孔钻机床的加工深孔加工孔深是孔径的3一5倍以上,深孔的加工难度一般在排屑和冷却,鉆孔深比较小的孔可以用麻花鉆,为了排屑顺利,铁屑的形状需要有严格要求,同时还要保证冷却液的进入。
1、钻刃夹角增大到130—140°,以增加切屑厚并改变切屑排出的方向。
2、修磨横刃以减小轴向切削刀同时切削刃靠钻芯处产生一个折角对于分屑有一定好处。
3、如果钻径较大,可在一侧刃口磨分屑槽。
4、在刃口外角倒1毫米45度角以减少磨损並提高光洁度。
5、鉆孔的转速略低些,进刀量要取大些,这样切屑增厚以条状排出。
6、冷却液的喷嘴要对着孔向内以便让冷却液可以顺利进入切削区域。
影响珩磨质量的因素1)缸套的刚性、壁厚均匀程度和材料的均一性缸套的刚性与壁厚不均匀会导致珩磨后的尺寸精度和形状精度变差,对网纹的一致性也有影响,特别是已装入气缸孔的半成品缸套(取决于气缸孔底孔),这些影响很难在加工过程中彻底纠正。
材料的不均一给珩磨带来的影响是不可预测和估计的。
2)前一道工序的加工质量首先要留有合适的加工余量。
珩磨的加工余量一般在0.02~0.08mm,最理想的余量为0.03~0.05mm。
余量过大会导致节拍加长,珩磨条钝化严重,珩磨头导向条磨损加速。
余量过小会导致无法修正和提高孔的尺寸、形状精度及表面粗糙度。
第二是珩磨前的圆柱度不能太差,否则无法纠正过来,一般圆柱度在0.02以内会得到较好的纠正。
第三是珩磨前的表面粗糙度2.5mm左右,粗糙度过大会导致珩前刀纹去除不掉,粗糙度过小会导致一般在Ra珩磨困难,节拍成倍增加。
3)珩磨条珩磨条相当于切削刀具,用来去除余量并达到一定的精度要求,珩磨条对珩磨质量和效率起着最关键的作用。
对于平台网纹珩磨来说,粗珩磨条负责去除较大的余量并改善原有的形状精度和粗糙度,精珩磨条则去除较小的余量,形成沟谷和平台,并达到最终的尺寸精度和形状精度。
珩磨条的粒度和硬度是两个重要参数,粒度越大珩磨效率越高,硬度越高,珩磨条的寿命越长,所以珩磨效率与珩磨条的寿命有时是一对矛盾。
珩磨条的材料有多种,金刚石和碳化硅(油石)是最常用的两种,现在粗珩磨条一般都用金刚石材料,精珩磨条有用油石的也有用金刚石的,但是目前业内精珩还是用油石的比较多。
4)粗、精珩磨余量、压力及时间一般是粗珩的余量大,压力也大,基础、精珩的余量小,压力也小,若是二次珩磨工艺,精珩的余量一般为10~15μm,若是三次珩磨,前两次珩磨的余量一般应在20~30μm。
珩磨压力越大,珩磨效率越高,反之亦然,但对于珩磨质量来说,珩磨压力过高往往是没有好处的。
5)主轴行程和珩磨条越出孔两端的大小行程大容易产生腰鼓形孔,中间小两头大,行程小容易形成鼓形孔,中间大两头小,哪一端越出量大,哪一端的孔径相应的就会大,所以必须适当控制行程和珩磨条越出两端的大小,并根据实际加工情况适时加以调整才能保证质量。
深孔加工常见问题及解决措施在深孔加工过程中,经常出现被加工件尺寸精度、表面质量不达标以及刀具的寿命缩短等问题,如何减少甚至避免这些问题的产生,是我们目前亟待解决的问题。
1、孔径增大,误差大1)产生原因铰刀外径尺寸设计值偏大或铰切削刃口有毛刺;切削速度过高;进给量不当或加工余量过大;铰刀主偏角过大;铰刀弯曲;铰切削刃口上粘附着切屑瘤;刃磨时铰切削刃口摆差超差;切削液选择不合适;安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤;锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉;主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏;铰刀浮动不灵活;与工件不同轴以及手铰孔时两手用力不均匀,使铰刀左右晃动。
2)解决措施根据具体情况适当减小铰刀外径;降低切削速度;适当调整进给量或减少加工余量;适当减小主偏角;校直或报废弯曲的不能用的铰刀;用油石仔细修整到合格;控制摆差在允许的范围内;选择冷却性能较好的切削液;安装铰刀前必须将铰刀锥柄及机床主轴锥孔内部油污擦净,锥面有磕碰处用油石修光;修磨铰刀扁尾;调整或更换主轴轴承;重新调整浮动卡头,并调整同轴度;注意正确操作。
2、孔径缩小1)产生原因铰刀外径尺寸设计值偏小;切削速度过低;进给量过大;铰刀主偏角过小;切削液选择不合适;刃磨时铰刀磨损部分未磨掉,弹性恢复使孔径缩小;铰钢件时,余量太大或铰刀不锋利,易产生弹性恢复,使孔径缩小以及内孔不圆,孔径不合格。
2)解决措施更换铰刀外径尺寸;适当提高切削速度;适当降低进给量;适当增大主偏角;选择润滑性能好的油性切削液;定期互换铰刀,正确刃磨铰刀切削部分;设计铰刀尺寸时,应考虑上述因素,或根据实际情况取值;作试验性切削,取合适余量,将铰刀磨锋利。
3、铰出的内孔不圆1)产生原因铰刀过长,刚性不足,铰削时产生振动;铰刀主偏角过小;铰切削刃带窄;铰孔余量偏;内孔表面有缺口、交叉孔;孔表面有砂眼、气孔;主轴轴承松动,无导向套,或铰刀与导向套配合间隙过大以及由于薄壁工件装夹过紧,卸下后工件变形。