深孔及超深孔加工工艺开发与推广应用
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一、项目背景随着我国科技、工业的快速发展,对于高精度、高性能材料的需求日益增加。
在半导体、航空航天、地质勘探等领域,超深孔加工技术已成为关键技术之一。
超深孔加工具有加工难度大、技术要求高、成本高昂等特点,因此,制定一套科学、合理、高效的超深孔专项方案至关重要。
二、方案目标1. 提高加工效率:通过优化加工工艺、提高设备性能,实现超深孔加工效率的提升。
2. 降低加工成本:通过合理选择加工材料、优化加工参数,降低超深孔加工成本。
3. 保证加工质量:确保加工孔的尺寸精度、表面质量、孔壁粗糙度等指标达到设计要求。
4. 提高设备可靠性:选用高性能、高可靠性的加工设备,降低设备故障率。
三、方案内容1. 加工工艺优化(1)合理选择加工材料:根据加工要求,选择具有高硬度、高强度、高耐磨性的加工材料。
(2)优化加工参数:根据加工材料、加工设备、加工环境等因素,确定合适的加工参数,如切削速度、进给量、切削深度等。
(3)改进加工方法:采用高效、稳定的加工方法,如超声波加工、电火花加工等。
2. 设备选型与维护(1)选用高性能、高可靠性的加工设备:如数控机床、超深孔钻头、超声波加工设备等。
(2)加强设备维护:定期检查、保养设备,确保设备处于良好状态。
3. 加工环境优化(1)保持加工环境稳定:控制加工车间温度、湿度、尘埃等环境因素,确保加工质量。
(2)提高加工人员技能:加强加工人员培训,提高其操作技能和故障处理能力。
4. 质量控制(1)严格执行工艺规程:确保加工过程符合设计要求,提高加工精度。
(2)加强检验检测:对加工孔的尺寸、表面质量、孔壁粗糙度等指标进行检验,确保加工质量。
(3)建立质量追溯体系:对加工过程进行全程监控,实现质量追溯。
四、方案实施与监控1. 制定详细实施计划:明确各阶段任务、时间节点、责任人等。
2. 建立监控体系:对加工过程、设备状态、人员操作等方面进行实时监控。
3. 定期评估:对方案实施效果进行评估,及时调整方案,确保项目顺利进行。
机械加工深孔加工技术汇报人:2024-01-02•深孔加工技术概述•深孔加工的工艺流程•深孔加工的刀具与设备目录•深孔加工的质量控制•深孔加工的难点与解决方案•深孔加工的应用实例01深孔加工技术概述深孔加工技术是指对深度大于孔径的孔进行加工的技术。
定义深孔加工具有加工难度大、技术要求高、需要特殊的加工设备和工艺方法等特点。
特点定义与特点深孔加工在许多领域中都有广泛应用,如航空航天、能源、化工等,是满足产品性能要求的重要手段。
满足产品性能要求采用深孔加工技术可以大大提高生产效率,减少加工时间和成本。
提高生产效率深孔加工技术的精度和表面质量要求高,能够保证产品的质量和可靠性。
保证产品质量深孔加工的重要性深孔加工技术起源于20世纪初,随着工业的发展和技术的不断进步,深孔加工技术也在不断改进和完善。
现代深孔加工技术正朝着高精度、高效率、自动化和智能化的方向发展,未来将会有更多的新材料、新工艺和新设备出现。
深孔加工技术的历史与发展发展趋势历史回顾02深孔加工的工艺流程1 2 3钻孔是深孔加工的起始阶段,主要使用钻头在工件上打孔。
钻孔时需要控制切削速度和进给量,以获得良好的切削效果和孔径精度。
钻孔过程中需要使用冷却液来降低切削温度和润滑钻头。
扩孔是对已钻孔进行扩大直径的加工,以修正孔径偏差或得到所需直径。
扩孔可以使用多种刀具,如扩孔钻、锪钻和车刀等,根据需要选择合适的刀具。
扩孔过程中需要控制切削速度和进给量,以确保孔径精度和表面质量。
01铰孔是对已钻孔进行精加工,以提高孔径精度和表面质量。
02铰孔使用的刀具有多种,如机铰刀、手铰刀和锥铰刀等,根据需要选择合适的刀具。
03铰孔过程中需要控制切削速度和进给量,以确保孔径精度和表面质量。
镗孔可以使用多种刀具,如镗杆、车刀和铣刀等,根据需要选择合适的刀具。
镗孔过程中需要控制切削速度和进给量,以确保孔的形状精度和表面质量。
镗孔是对已钻孔进行进一步加工,以修正孔的轴线偏差和提高孔的形状精度。
深孔加工的几种方法深孔加工是一种用于加工深孔孔径大、长径比高的工件的专业加工方法。
在工业制造中,深孔加工广泛应用于航空航天、汽车、模具、电子等领域。
下面是关于深孔加工的十种常见方法,并对每种方法进行详细描述。
1. 长钻杆深孔加工(Gun drilling)长钻杆深孔加工是最常见的深孔加工方法之一。
它使用带有镶有硬质合金刀片的长钻杆进行加工。
钻杆被安装在特殊的深孔钻床上,通过旋转和进给,将刀片带动至工件内部进行加工。
该方法适用于孔径较小、长径比较高的工件。
2. 刀具旋转切削深孔加工(Boring)刀具旋转切削深孔加工是使用铰孔刀或车刀进行加工的方法。
刀具通过旋转,将材料从工件中间逐渐取出,形成深孔。
由于切削力较大,工件需要具备较好的稳定性,并配备适当的刀具冷却和切屑排出系统。
3. 杆料直插深孔加工(Trepanning)杆料直插深孔加工是一种适用于大孔径深孔加工的方法。
在该方法中,一个圆柱形工具的中心用于插入工件,通过旋转工件和工具,将材料从工件中间逐渐取出,形成深孔。
该方法适用于孔径较大、长径比较高的工件。
4. 进给滚压深孔加工(Skiving)进给滚压深孔加工是一种高效的深孔加工方法。
在该方法中,刀具会逐渐滚动进入工件,并通过旋转和进给来形成深孔。
与切削加工相比,滚压加工具有更高的切削速度和更少的切削力,可以减少加工产生的热量和变形。
5. 穿切切削深孔加工(Reaming)穿切切削深孔加工是一种通过旋转和进给来加工深孔的方法。
与其他深孔加工方法相比,穿切切削深孔加工具有更高的切削速度和更少的切削力。
该方法适用于孔径较小、长径比较高的工件。
6. 穿孔切削深孔加工(Counterboring)穿孔切削深孔加工是一种在工件的底部形成平坦的底座的方法。
通过旋转和进给,切削刀具穿过工件,形成孔径较大的底孔。
该方法广泛应用于需要准确定位或加工底孔的工件。
7. 表面喷涂深孔加工(DLC Coating)表面喷涂深孔加工是一种在工件表面喷涂高硬度的钻石碳涂层的方法。
探究煤田地质超深孔钻探技术的应用发布时间:2023-03-23T07:03:31.573Z 来源:《中国科技信息》2023年第1期作者:冯兴路[导读] 随着社会发展,人们生活质量提高,对资源需求量不断增加。
我国的煤炭存储量极大,且对于煤炭的利用率较高,大量的煤炭开采,有助于发展我国的生产力。
冯兴路扎赉诺尔煤业有限责任公司勘测公司内蒙古满洲里市扎赉诺尔区 021410摘要:随着社会发展,人们生活质量提高,对资源需求量不断增加。
我国的煤炭存储量极大,且对于煤炭的利用率较高,大量的煤炭开采,有助于发展我国的生产力。
为了提高对煤炭的开采效率,实现发展目标,必须要发展高新技术和生产开采的技术。
本文将对我国的煤炭开采技术进行分析,熟练掌握煤田地质超深的孔钻探技术有助于提高我国煤炭开采的效率,为之后进行煤炭开采的企业和工作人员贡献出一个合适的参考方式。
关键词:煤田地质;超深孔钻探技术;运用引言中国作为主要能源来源为煤炭的国家,由于地形地貌、地质结构的特殊性,在开采煤炭的过程中常会出现一些较棘手的问题,如基础设备陈旧老化、钻探技术落后、钻探工作效率低下,尤其是煤田地质方面的工作,仍处于不断探索、不断研究的初级阶段。
1深孔钻探技术介绍深孔钻探关键技术的研究和解决是岩心钻探十分迫切、重要的新课题。
深孔岩心钻探具有钻孔深度大、技术难题多、质量要求严和钻进成本高等特点,与一般岩心钻探相比,除需配备大功率深孔钻机、性能可靠的变量泵、能承受高荷载的钻塔等机具外,还有许多事关钻孔质量、钻进安全、机械钻速等技术难题需要研讨解决。
在复杂地质条件下的矿区开展深孔钻探,受到的约束条件更多,解决问题的难度更大,如:深部地层地质条件不清,各种施工作业经验相对欠缺;钻孔结构受到限制,复杂地质条件下的护壁技术难题更加突出、严峻;深孔起下钻作业时间长,各种孔内事故更容易诱发和恶化;等等。
因此,为了使深部矿体勘查钻探优质、高效、安全、低耗并有效地降低总体钻探费用,应根据深孔岩心钻探的规律,研究解决深孔钻探关键技术问题,并进行相关钻探技术工艺方法优化探讨。
普通车床上加工深孔的方法!Q:丝ScienceandTechnologyConsultingHerald普通车床上加工深孔的方法胡金文(鄂东职业技术学院湖北黄冈438000)工业技术摘要:深孔与超深孔加工,是一项专有技术.这项技术的特点是依赖相应的深孔加工设备,才能加工出深长细孔;但在普通机床上同样可以加工单件小批量深孔零件,文章介绍了在1500mm长CA6140车床上加工1500mm的深孔的方法,采用该方法的实际加工,经济效益良好.关键词:普通车床深孔加工加长钻头工件装夹中图分类号:TG51文献标识码:A文章编号:1673一O534(2o07)O8(a)一0072—01 1零件分析零件长1500mm,外径为080ram,材料为45钢,内径为025mm的过水孔,:brim主要难点在25mm通孔的加工.2设备分析本:brim设备为1500ram长CA6140车床,其主轴孔尺寸为48ram,能加工的最大工件长度为l500mm,显然,工件如采用常规的装夹方式是无法完成:brim的,要完成加工必需要借助夹具.3采用的加工方法加长钻头装夹在车床主轴上,形成主运动;工件通过夹具安装在中拖板上,中拖板带动工件实现进给运动,由于本工件孔为过水孔,精度要求不高,该深孔可以在车床上采用两端接刀的方法进行钻削.4钻头设计准备两25mm标准麻花钻钻头,两个直径为24.5mm长分别为400mm,800mm材料为45钢的光轴,用以上材料作加长杆做两个加长钻头,要保证加长钻头的直线度.5夹具设计及工件定位如图1所示,夹具体18可以通过夹具体上的定位块5及底面定位在中拖板上,通过右侧两锁紧螺母7及螺母19(小拖板卸下后,利用中拖板上的梯形槽)将夹具体锁紧在中拖板上, 为了提高夹具体的刚性,在夹具体的右端底部装上两滚动轴承10,滚动轴承10的高低可以通过螺母9调整,以适应轴承在导轨上滚动,夹具体上V型铁14(每组V型铁是由两块组成) 的最终位置是以工件表面来定位的,(工件安装在两顶尖上,通过调整螺杆l1可以调整V型铁的最终位置并用螺母15锁紧滑块13,调整完成后,卸下尾座);工件最终定位是用两组可调V型铁完成.6加工过程工件装夹在V型铁上并用压块17夹紧工件,在主轴孔上先装上短钻头,主轴转速为200r/min,进给量0.1mm/r,为了钻头容易钻入工件,工件两端先应打中心孔;当钻头的螺旋槽全部进入工件后,每次钻入深度达到10ram左右,工件应快速退出,并冷却,直到短钻头不能加工为止,换上长钻头,当深度达到800mm左右,将工件掉头,按前面方法将工件加工完.整个孔加工完大约3.5h.7加工特点本:brim方法只适用于单件小批生产加工,可以解决没有深孔设备带来的困扰,所用的工装夹具简单,生产效率较高,经济实用.但也存在以下缺点:由于加工孔时轴向力较大,机图1,卜主轴;2一钻头接杆;3,12一床身;4一钻头;5一定位块;6一中拖板;7一锁紧螺杆;8一螺孔;9一调节锁紧螺母;10一滚动轴承;l1一~滑块调节螺杆;13~滑块;14一锁紧螺母;15一斜块;16一工件;17~压块;18一大拖板;19-夹具体锁紧螺母;20一夹具体动进给时齿条给大拖板的力与钻削时的轴向力不在同一个方向,使大拖板受到一个较大的扭曲力作用,V型导轨磨损较严重;由于工件不动,钻头旋转,钻头较长,刚性较差,导向性不好,因此,加工的孔易偏心.钻削中冷却润滑液难以进入,散热困难,排屑不易,而且会经常堵塞.深孔的口部常产生直径变大,出现锥形等现象.影响加工质量.8注意事项(1)为了防止误操作而使中拖板横向移动,应将中拖板丝杆上的齿轮拆下来,断开横向机动进给传动链,同时,楔紧中拖板楔铁.(2)钻削时车床主轴转速不能过高,转速过高,工件发热变形,会卡死钻头.如果转速过低,则加工效率低,使成本增大.(3)钻削时进刀量不能太大,否则切屑排不出,而导致两端钻孔接刀偏差增大,影响加工精度,还会加剧钻头的磨损.(4)在切削过程中,应使用冷却润滑液.若发现工件温度过高,切屑排不出或堵塞及其它异常现象,应该停止钻削,检查原因.9结语在实际生产中,通过25根深孔轴的:brim,利用简单的工装夹具,经济实用的加工方法,在普通车床上钻削超长深孔,达到了预期的良好效果,解决无深孔加工设备带来的不便,获得了良好的经济效益.参考文献【1】李华.机械制造技术【M】.高等教育出版社,2005.?【2】孙健,曾庆福.机械制造工艺学【M】.机械工业出版社,1986.量;配合治理超限超载交通等.们对桥梁病害应坚持"预防为主,防治结合"的原则,提高认识,加强管理,防患于未然.6结语随着农村公路网的逐步发展和完善,兴建参考文献的桥梁也会越来越多,桥梁陈旧,老化现象也【1】JTGH1卜2004.2004,8,交通部颁发.公会越来越普遍,旧桥维修加固将成为公路管理路桥涵养护规范.部门目前和今后一项长期而艰巨的工作.我【2】公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)人民交72科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald通出版社.[3JJTJ024—85,交通部颁发.公路桥涵地基与基础设计规范.【4】蒙云,卢波.桥梁加固与改造【M】.北京:人民交通出版社,2005,3.。
146研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2021.04 (下)目前,国内外机械加工行业的电火花机床主要分为三类,电火花线切割机床、电火花高速小孔机床和电火花成型机床。
其中,电火花成型机床在机械加工行业中应用不是特别广泛,但是,对于加工一些形状怪异、深度较大、精度较高、盲孔不通、位置独特、材料超硬的金属零件时,显得意义非凡。
其中有一类深度过大的高精度窄槽,是电火花成型机床加工中的难点。
一般电火花加工孔槽,都是采用整体式的电极,但是,当深径比超过1:10以后,电火花成型加工中的二次放电就会造成电极受热变形,而且变形量有时很大,从而使工件超差甚至报废。
不管是加冲抽油还是工具电极高抬刀,效果都不是太好。
如果用精加工电参数加工,工具电极的变形量会好一些,但是,也难以完全避免,而且电火花精加工效率太低,加工周期也太长。
我在工作中就遇到了这样一个难题。
在一个直径50mm 长度200mm 的零件端面上,均匀分布着着4个槽,槽的宽度1.5mm、长度6mm、深度要加工到50mm 深,深径比达到1:33,远远超过了一般意义上的深孔槽概念。
4个槽的中心各打了一个直径1.3mm 的工艺孔,在槽深50mm 处有4个横向直径8mm 的孔,正好可以用来电火花放电加工时排气排销。
槽的尺寸精度为0.01mm,形位精度为0.03mm,光洁度为1.6,有几十个小滑块和这4个槽装配使用,小滑块的尺寸是一致的,要求4个槽可以互换小滑块,槽和小滑块滑动配合,单面间隙为0.005mm,并且在深度50mm 方向上任何地方都必须保持0.005mm 的单面间隙。
其他机床很难加工完成这个任务,即便是电火花成型机床也是面临重重困难。
图1浅析电火花成型机床超级深孔精密加工的几点经验李胜利(中国航天空气动力技术研究院,北京 100074)摘要:电火花成型机床加工径深比超过1:10的精密深槽,是电火花成型加工行业的难点。
深孔加工技术研究综述熊艳伦;汤佳骏;刘炜【摘要】In the machining process, the deep hole is one of the construction that is most difficult to process. Deep hole machiningmakes a very high demand of the machiningequipments.Therefore, the studies ofits pro-cessing method is necessary.In this paper, the concept, features, technology, processes and applications of deep hole machining were introduced, and finally the development trend of deep hole machiningis analysed.%机械加工过程中,深孔是加工难度最高的工序之一。
深孔的加工对加工设备提出了很高的要求,因此研究其加工方法十分必要。
本文对深孔加工的概念、特点、技术及工艺和应用等方面进行了介绍,并分析了深孔加工的发展趋势。
【期刊名称】《现代农业装备》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】6页(P24-28,34)【关键词】深孔加工;制造技术;工艺【作者】熊艳伦;汤佳骏;刘炜【作者单位】广州市蕴泰精密机械有限公司,广州 510530;广州市蕴泰精密机械有限公司,广州 510530;广州市蕴泰精密机械有限公司,广州 510530【正文语种】中文机械加工中的深孔,一般指零件内孔的长度与直径之比大于5的孔,其几何特征决定了它是机械加工中难度最高的加工过程之一。
深孔加工对刀具提出了很高的要求,一般刀具很难同时保证孔的长度和精度要求。
另外,近年来难加工材料(例如高强度合金材料)的运用给深孔加工提出了更高的要求。
机械加工深孔加工技术研究论文机械加工深孔加工技术研究论文一、研究背景深孔加工是目前机械加工领域的一个热门技术,适用于制作特制的精密孔和精密轴。
特别是在一些外国企业的高精密加工领域和国防军工等领域,深孔加工都被广泛应用。
深孔加工在航天、军工、锅炉和化工等高端制造领域有着重要的地位。
然而,由于深孔加工的特殊性,其难度和风险相对较高。
长时间的孔加工过程和复杂的孔形结构都会给孔加工带来较大的不确定性和变异性等风险。
因此,在深孔加工领域,深入研究其加工技术和优化方法,提高深孔加工的加工质量和效率,对于提升我国制造业的技术水平和产品质量有着重要的意义。
二、研究内容和方法本论文通过对深孔加工的研究和实际应用,系统地分析了深孔加工技术的相关原理、特点和应用方法。
并在此基础上,提出了一种优化深孔加工的方法。
该方法主要涉及到以下几个方面:1. 工艺参数优化,在保证加工质量、安全性和效率的基础上,寻求合适的加工参数组合。
这里所指的工艺参数包括加工切削速度、进给速度、切削深度和加工精度等。
2. 加工设备优化,根据加工孔的形状和材料特性,合理选择深孔加工机床和刀具。
对于不同的孔型,采用不同类型的刀具和工艺流程,以保证加工的效率和质量。
3. 加工过程监控,在加工过程中通过监控切削力、温度和位移等参数,实时反馈并控制加工过程。
通过数据分析和处理,优化加工过程控制,提高加工质量。
4. 刀具润滑改进,在切削过程中应选用合适的刀具润滑方式,以降低切削力和工具磨损程度,提高加工效率和质量。
本论文的实验内容主要包括了深孔加工试样制作、加工参数优化和加工质量评估等。
通过分析加工过程中的各项参数,对加工效率和质量进行了比较和分析。
三、研究结论通过本研究的实验和分析,可以得出以下结论:1. 在深孔加工中,加工参数的选择和优化是关键。
不同的参数组合会直接影响加工效率和加工质量。
因此,应选用适合的参数组合以保证加工效果。
2. 加工设备对于深孔加工的影响较大。
大型水域桥隧工程超深孔压静探关键技术研发与应用1. 背景大型水域桥隧工程是重要交通基础设施建设中的关键项目,具有工程规模大、施工难度高、专业技术要求严格等特点。
在水下隧道、深水桥梁等工程中,超深孔压静探是一项关键的技术,对工程的设计、施工和运营均具有重要意义。
研发和应用大型水域桥隧工程超深孔压静探关键技术是当前交通基础设施建设的迫切需求。
2. 技术特点超深孔压静探是指通过在水下进行的孔压静探,针对超深水域桥梁和水下隧道设计施工,采用专门设计、制造的超大功率、超大容积、高性能的压静注浆设备,完成对不透水材料、地下水位高和地质条件较差的地层进行地质力学性质和岩土工程参数测试。
该技术能够有效解决水下施工条件复杂、地质环境恶劣等问题,保障工程的安全和可靠性。
3. 研发与应用(1)技术研发:目前,国内外对超深孔压静探技术的研究尚处于起步阶段,需要加大科研投入,加强跨学科合作,深入探讨设备技术、施工工艺、数据处理等方面的关键技术,提升超深孔压静探的应用水平和市场竞争力。
(2)技术应用:针对大型水域桥隧工程的超深孔压静探技术,需要强化工程实践,在实际工程中不断优化完善技术方案,积累经验数据,同时加强对施工和监测过程中的问题处理,提高工程建设的质量和效率。
4. 发展趋势(1)多学科融合:未来,大型水域桥隧工程超深孔压静探关键技术的研发与应用将需要多学科的深度融合,包括地质工程、岩土工程、监测技术、材料工程等领域的专业知识和技术手段,形成综合性的解决方案。
(2)智能化发展:随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断发展,大型水域桥隧工程超深孔压静探关键技术将朝着智能化方向迈进,实现设备、工艺、数据处理等方面的智能化应用,提高施工效率和数据准确性。
5. 结语大型水域桥隧工程超深孔压静探关键技术的研发与应用对于保障工程的安全、可靠性和持续发展具有重要意义。
需要加强科研力量的投入,不断优化技术方案,提升应用水平,推动技术在工程实践中的广泛应用,为我国水域桥隧工程建设和交通基础设施发展做出更大的贡献。
学院: 机械工程学院专业班级: 学号: 姓名:高精度深长孔的精密加工一、历史背景枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别出现于20世纪30年代初和40年代初的欧洲兵工厂,这并非历史的偶然。
其主要历史背景是:一次世界大战(1914〜1918年)首次使战争扩大到世界规模。
帝国主义列强为瓜分殖民地而需要大量现代化的枪炮(特别是枪械和小口径火炮的需求量极大)。
而继续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻,已经完全不能满足大量生产新式武器的要求,迫切需要进行根本性的技术更新。
于是高精度深长孔的制造就成为了一个摆在制造者面前的一个首要问题,并且一直延续到了现今。
第一次世界大战中的火炮二、传统加工工艺及存在的问题在现代机械加工中,也经常会遇到一些深孔的加工,例如长径比(L/D)≥10,精度要求高,内孔粗糙度一般为Ra0.4~0.8的典型深孔零件,过去我们采用的传统工艺路线一般是:钻孔(加长标准麻花钻)→扩孔(双刃镗扩孔刀)→铰孔(标准六刃铰刀)→研磨此工艺虽可达到精度要求,但也存在诸多缺点,特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时,切削刃越靠近中心,前脚就越大。
若钻头刚性差,则震动更大,表面形状误差难以控制,加工后孔的直线度误差,钻头易产生不均匀的磨损等现象,生产效率和产品合格率低,而且研磨抛光时,工作环境比较脏,由于钻孔工序的缺点,而带来的影响难以在后面的工序中克服,形状误差不能得以修正,因此加工质量差。
传统深孔的加工流程三、工艺路线与刀具的改进本着提高生产效率提高产品合格率的原则,结合深孔加工的一些特性,对加工工艺及刀具进行了改进,改进后的工艺路线是:钻孔(BTA钻)→扩孔(BTA扩)→铰孔(单刃铰刀)→研磨1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进单管内排屑深孔钻的由来单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。
其历史背景是:枪钻的发明,使小深孔加工中自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决,但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷,而不适用于较大直径深孔的加工。
技术与应用A PPLICATION157OCCUPATION2014 11摘 要:本文探讨了深孔加工的特点、关键技术、加工类型、刀具及结构等问题。
关键词:深孔加工 加工特点 关键技术 加工方法浅谈深孔加工技术文/杨营营所谓深孔,是指孔深与孔径之比大于5的孔。
深孔又分为一般深孔(L /d >5~20)、中等深孔(L /d >20~30)、超深孔(L /d >30~100)三类。
不同类型的深孔,其加工方法也不相同。
一、深孔加工的特点和关键技术1.深孔件加工的特点一是深孔加工时,孔轴线容易歪斜,钻削中钻头容易引偏。
二是刀杆受内孔限制,一般细而长,刚性差,强度低,车削时容易产生振动和“让刀”现象,使零件易产生波纹、锥度等缺陷。
三是钻孔或扩孔时切屑不易排出,冷却润滑液输入困难。
四是加工时难以观察孔的加工情况,加工质量不易控制。
2.深孔加工的关键技术深孔加工的关键技术是深孔刀具几何形状的确定和切削时的冷却、排屑问题。
在加工中可采用以下措施来保证加工质量:一是粗精加工分阶段进行,二是合理选择加工刀具,三是采用导向和辅助支承,四是配置冷却液输入装置。
二、深孔加工类型一是按其所用刀具分类,可分为实心钻孔法、镗孔法、套料钻孔法。
二是按运动形式分类,可分为工件旋转,刀具做进给运动;工件不动,刀具旋转又做进给运动;工件旋转,刀具也做反向旋转又做进给运动;工件做旋转运动与进给运动,刀具不动,这种形式采用不多。
三是按排屑方法分类,可分为外排屑、内排屑。
三、深孔加工刀具及其结构1.扁钻该刀具结构简单,容易制造,在钻削加工时冷却液由钻杆内部注入孔中,切屑从零件孔内排出,适用于精度和表面粗糙度要求不高的较短深孔。
图1 简易扁钻1-钻头 2-钻杆 3、4-紧固螺钉2.单刃外排屑小深孔钻该深孔钻由切削部分和钻杆焊接而成,切削部分用W 18Cr 4V 制造或硬质合金刀头镶制;钻杆为35#~45#钢无缝钢管,上压120°V 形槽用以排屑,中空可通过切削液,从自切削部分腰圆孔处进入切屑区域。
高精度深长孔的精密加工法一、历史背景枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别出现于20世纪30年代初和40年代初的欧洲兵工厂,这并非历史的偶然。
其主要历史背景是:一次世界大战(1914〜1918年)首次使战争扩大到世界规模。
帝国主义列强为瓜分殖民地而需要大量现代化的枪炮(特别是枪械和小口径火炮的需求量极大)。
而继续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻,已经完全不能满足大量生产新式武器的要求,迫切需要进行根本性的技术更新。
于是高精度深长孔的制造就成为了一个摆在制造者面前的一个首要问题,并且一直延续到了现今。
第一次世界大战中的火炮二、传统加工工艺及存在的问题在现代机械加工中,也经常会遇到一些深孔的加工,例如长径比(L/D)≥10,精度要求高,内孔粗糙度一般为Ra0.4~0.8的典型深孔零件,过去我们采用的传统工艺路线一般是:钻孔(加长标准麻花钻)→扩孔(双刃镗扩孔刀)→铰孔(标准六刃铰刀)→研磨此工艺虽可达到精度要求,但也存在诸多缺点,特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时,切削刃越靠近中心,前脚就越大。
若钻头刚性差,则震动更大,表面形状误差难以控制,加工后孔的直线度误差,钻头易产生不均匀的磨损等现象,生产效率和产品合格率低,而且研磨抛光时,工作环境比较脏,由于钻孔工序的缺点,而带来的影响难以在后面的工序中克服,形状误差不能得以修正,因此加工质量差。
传统深孔的加工流程三、工艺路线与刀具的改进本着提高生产效率提高产品合格率的原则,结合深孔加工的一些特性,对加工工艺及刀具进行了改进,改进后的工艺路线是:钻孔(BTA钻)→扩孔(BTA扩)→铰孔(单刃铰刀)→研磨1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进单管内排屑深孔钻的由来单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。
其历史背景是:枪钻的发明,使小深孔加工中自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决,但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷,而不适用于较大直径深孔的加工。
深孔加工的工艺特点
深孔加工是一种用于加工深孔孔径大于3倍孔深的工艺,它具有以下特点:
1. 加工范围广:深孔加工可用于加工各种材料,如金属、陶瓷、塑料等。
对于孔径大、长度长的工件也能进行有效加工。
2. 高加工精度:深孔加工可以实现高精度的孔径和孔形尺寸控制,其加工精度可以达到0.01mm。
3. 较好的加工表面质量:由于深孔加工一般采用切削削削削工艺,所以其加工表面质量较好,可以达到Ra0.4μm以下的要求。
4. 高效率:深孔加工可以实现一次性完成多个孔的加工,提高了加工效率。
同时,对于一些复杂形状的孔也能实现高效加工。
5. 自动化程度高:深孔加工可以与自动化设备相结合,实现自动上下料、自动测量和自动修整等操作,提高了工作效率。
6. 工艺灵活:深孔加工可根据加工要求选择不同的工艺方法,如枪钻法、镗刀法、刮刀法等,以适应不同形状和尺寸的孔的加工。
总之,深孔加工具有广泛的应用范围和高加工精度,能够满足复杂工件的加工需
求。
它在航空、汽车、军工、模具制造等行业具有重要地位和广阔的市场前景。
钛合金深孔高效精密加工工艺分析发布时间:2021-07-01T15:31:08.990Z 来源:《科学与技术》2021年7期作者:蒙万传叶建国[导读] 围绕钛合金深孔高效精密加工工艺的具体应用展开分析,有利于提升钛合金深孔加工效率,保证加工精密度,蒙万传叶建国贵州航天风华精密设备有限公司贵州贵阳550000摘要:围绕钛合金深孔高效精密加工工艺的具体应用展开分析,有利于提升钛合金深孔加工效率,保证加工精密度,具备较强的实践意义。
以此为基础,本文简要分析了钛合金材料的特性,并从优化加工方法、表面粗糙度分析、改善装夹方案等方面对其工艺要点予以论述,希望为钛合金材料的深孔高效精密加工提供新的指引。
关键词:钛合金深孔精密加工工艺前言:深孔加工指的是孔长与孔径比超过6的孔加工。
而针对钛合金材料的深孔加工,理应从加工工艺角度优化深孔加工效果。
尤其在加工折叠翼面深孔、管制类零件中,应结合深孔加工特征,改善原有加工现状。
经由新工艺还可降低孔偏斜等不良事件的发生率,促使钛合金深孔加工在安全可靠的环境下,生产出更多优质钛合金产品。
一、钛合金材料的特性钛合金材料主要具有下列三种特性:(1)强摩擦。
钛合金可用于生产飞机航天器等军用品。
根据过往的经验,钛合金虽有一定的应用优势,但成本偏高,且加工难度较大,故应从加工工艺方面进行探究,希望降低加工难度,尽量节省成本支出。
钛合金最早出现在1954年,此种材料的特性为:导热性较低、摩擦系数较大。
切削钛合金材料时,刀尖在摩擦力的作用下会产生更高的温度,远超过一般技术材料。
不仅如此,切削钛合金材料后的刀具均会在不同程度上出现“钝性”。
(2)亲和力。
钛合金实际加工结果显示,此种材质具有较强的亲和力,能够与多种金属实现“连接”。
最常见的连接形式为:与钢进行连接,可全面提升整个工作面的牢固度。
需要注意的是,在加工钛合金的过程中,由于碎屑的出现频率较高,故刀具很容易与其发生粘结,会加快刀具的磨损速度。
深孔及超深孔加工工艺开发与推广应用作者:高琦
来源:《科技创新导报》2019年第16期
摘; ;要:箱体类零件的深孔及超深孔加工一直是我公司机械加工工序的重点和难点,其加工精度直接影响发动机整体质量,且其加工时间的长短,直接影响整个公司生产节奏;并且直接影响整个公司的成本构成,本文提出以设计的铲钻刀具配以辅助排屑冷却工装并通过工艺试验验证了机体的深孔及超深孔加工工艺。
解决了箱体类零件的深孔及超深孔加工问题,减少了设备投入成本,提高了加工效率。
关键词:深孔加工; 铲钻; 推广应用
中图分类号:TG76; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号:1674-098X(2019)06(a)-0101-03
1; 深孔及超深孔加工现状
长期以来,各种机体的缸头螺栓孔、主轴螺栓孔、横拉螺孔的加工过程,由于机体铸造时组织的不均匀,气孔、夹砂等问题,钻头的磨损非常快,当遇到气孔、夹砂钻头开始偏离中心,导致孔钻偏,加工完的孔质量难以保证,一直是机体加工中的一个难题。
更有甚者,如机体的主油道,一直是以铸造成型的,孔内很容易有砂眼和铁包砂现象,加之主油道孔长度很长,部分机型长接近4米,内部孔壁上砂粒难以清理干净,机体使用一段时间后,内腔表面的铁皮脱落,夹杂在铁皮下的型砂流入机体内部,这样装机后往往机油系统会混入砂粒,加剧发
动机各部分零件的磨损,对机体的性能影响巨大。
为提高机体的缸头螺栓孔、主轴螺栓孔、横拉螺孔及超深孔加工质量,提高本企业在行业内的加工水平,将机体类产品的质量提升一个档次,进而提升柴油机的制造水平和能力。
选择新的加工工艺方法及设备势在必行。
但我们公司现有设备不能够满足加工要求,要用专业的设备或专用刀具才能达到加工要求,经过考察加工此类孔的专用设备,价格大约在500万之上,制作设备的周期在一年以上,且制造厂家少,所以我们考虑现有加工设备+专用刀具+冷却排屑系统改造来实现主油道等深孔加工。
2; 铲钻优势
铲钻具有可更换刀片,具有麻花钻的韧性,同时又具有和枪钻、喷气钻的切削性能,其钻杆的强度比其它钻头的强度高,可针对加工材料的特性选择不同材料的刀片,特别是刀体和刀片分离,当刀片磨损后只需更换刀片而不换刀体,且刀片还可重磨,这些特点解决了机体铸造时因组织的不均匀导致孔钻偏,钻头经常坏在孔里的难题,铲钻使用内冷排屑系统更利于铁屑排出,且精度等级为H8的孔一次钻成,大大提高了加工效率,节约了成本。
经过机体钻横拉孔的实验,钻孔的精度、粗糙度及加工效率都取得了好的效果。
从工艺技术上为生产赢得时间,为产品带来了稳定的质量,解决了工艺难题。
由于铲钻具有以上所述优势,我们设计了专用的铲钻刀具,并对其工艺性进行了验证。
3; 工艺验证
在组织实施过程中,对新工艺的验证,是准确把握新工艺能在短时间内形成较大规模推广应用的关键。
(1)机体横拉孔实验:根据车间现有机体横拉孔直径及深度,选择一根直径和长度合适的钻杆,选择适应各种机体横拉孔直径的刀片,加工不同的机体横拉孔更换不同的刀片。
现已普及到每台机体的横拉孔加工上。
(2)推广及应用:在钻杆上增加定位块,并将其推广到台阶深孔加工上,在钻杆上增加刀座,并将其推广到加工台阶孔和孔口倒角一次成形,典型案例是MAN系列新机型的试制和G32机体的加工。
用铲钻加工深孔,以MAN27/38为例:
MAN27/38缸头螺栓孔的总深度为643mm,与缸面的垂直度要求高(0.1/1000),加之攻丝的部位又在孔的最下端,普通的刀具和工艺(即:钻φ33通孔→扩φ42深565→扩螺纹孔部分至φ36.5→铰螺纹部分底孔至φ37→攻丝M39x2→扩φ52→孔口倒角)其中,钻底孔、扩螺
纹孔、铰螺纹孔、攻丝所使用的刀具均为非标刀具,长度L>650mm,在加工过程中极易偏斜,难达到加工要求,在过去的几台试制机体中缸头螺栓孔均未达到要求。
最开始的加工方案为使用枪钻钻φ42深565,再用枪钻钻φ37深643,结果是孔的入口和出口的中心位置偏了1.5mm,此方案因未达到加工要求而放弃。
使用新的带定位块的铲钻后,加工过程为:钻φ42深150引导孔→钻φ42深565→钻φ37通孔→攻丝M39x2→扩φ52→孔口倒角),新工艺中φ42台阶孔和φ37螺纹底孔都一次钻成,使用的刀具为同一刀杆,只是刀片直径不同,且刀具上有一段120长的定位块,刀具不会因毛坯内小部分的疏松而产生偏斜,使得孔对缸面的垂直度得以保证。
(此方案及刀具已经经过工艺试验并达到理想效果)
实验用刀具入如下图所示:
在此基礎上,我们再次设计了用于主油道超深孔加工的道具并在三菱机体试制中顺利完成工艺验证,12缸三菱机体主油道孔长度3380mm,直径Ф100mm,采用有效长度1700mm左右刀具,两端对接加工。
按照实际转速为123r/min(设定130r/min)实际进给为54mm/min(设定60mm/min)最佳,运动最平稳,切削稳定,单端钻孔深度1700。
钻引导孔、换刀、钻单边Ø100孔深1700实际用时1.5h,全部钻通总共用时约3小时。
整个加工过程及最终结果都好于预期,孔内表面粗糙度在Ra6.3-Ra12.5之间,中间接刀出台阶小于1mm。
成果对公司经营发展、成本控制、质量控制等方面的影响:
(1)使用铲钻后,不仅生产效率大大提高,解决生产瓶颈问题,增强了公司的竞争力,加工成本和劳动强度也降低了不少,逐渐成为这类孔加工的主流。
(2)铲钻的使用改变了横拉孔钻偏的现象,提高了产品的质量,降低了废品率。
(3)铲钻经过增加定位装置改良后,解决了新产品的深孔加工的难题,使广柴G32、MAN32/40、MAN27/38等几项新产品得以成功试制,为公司做足了技术储备。
(4)铲钻经过进一步的改良设计,攻克了新产品MAN3240机体的H8精度的深孔的加工难题,使本车间的加工能力进一步提升,在业内得到好评。
(5)由于铲钻刀杆对应的刀片尺寸范围大,且磨损后的刀片可重磨,这使得铲钻的使用空间还将扩展,成本也会随着项目的推广普及进一步降低。
(6)铲钻的引入对工艺调整、工艺改进、质量攻关等提供了更多的工艺选择,合理组合工艺方案优化工艺起到助推作用。
4; 成果发展前景、经济效益
传统加工与改进后的加工时间对比:
钻加工中常孔,以6L240机体钻横拉螺孔φ32为例,
以前:加工中心钻中心孔(10min)——加工中心钻φ30引导孔深100(30min)——钻床钻φ30通(60min)——钻床扩φ32孔(30min); ;总计:130min,不计中间搬运,安装时间。
粗糙度高于3.2,尺寸不均匀,偏差超过0.2,在装配过程中经常因横拉螺孔偏,螺杆装不上,有钳工用风砂轮、或再上机床纠偏,影响加工进度和造成很多实动工时产生。
现在:加工中心钻中心孔(10min)——加工中心钻φ32孔通(35min)总计:45min; 无中间过程,粗糙度低于3.2,尺寸偏差不超过0.2。
年产机体保守按250台计算:
原钻孔产生工时:130*250/60=541(h)
使用铲钻孔产生工时:45*250/60=187(h)
可以看出仅6L240机体钻横拉螺栓孔便可以节约工时354h,其间接节约的水、电、气、设备折旧等也是很可观的。
铲钻系统的引入是新工艺开发与推广应用的成果,新工艺推广实施后,对机体深孔的加工质量和加工效率产生了积极深远的影响,为今后YC320,YC210等新产品的研发、试制提供了有力的支持,对其他产品的深孔加工也有着借鉴意义,其所产生的产值是巨大的。
参考文献
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[2] 刘红平.PLC在数控加工中心刀具库选择中的应用[J].装备制造技术,2007(04):45-46.
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