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普通车床加工细长孔的工艺探析

时间:2020-07-29 14:38   作者:admin 点击:
1.在普通车床上进行细长孔加工工艺分析
    根据工件加工的尺寸要求一般属于超深孔加工的范畴,具有较高的加工制作难度,即便是在专用的深钻孔床上使用外排屑深钻孔进行加工也具有比较大的加工难度。因此在普通车床上进行加工也存在着一定的难度,主要表现在以下几个方面,对于工件的定位方面、根据普通车床的制作要求选用合适的长杆切削钻具、排屑以及冷却的处理、以及关于钻孔切削工艺方面。这四项是在普通车床上进行细长孔加工过程中需要重要注意的工序。
 
(1)对于工件的定位方面。
    工件的装夹定位与钻孔加工的精度有着直接的关系。在深孔加工过程中出现偏钻的原因有两点,第一是加工轴向作用力的大小以及钻具的刚性,第二是工件的装夹定位。为了提升工件装夹定位的精确性应当充分结合具体的加工设备以及工艺制作方法选用合适专用的夹具。
 
(2)根据普通车床的制作要求选用合适的长杆切削钻具。
    适当的长杆钻具对于超深孔的钻削加工起着重要的作用。但是在,目前有关的市场上很难购置到合适的超深孔钻具,因此需要根据具体的实践需要设计出最佳的长杆钻具。
 
(3)排屑以及冷却的处理。
    在普通车床进行细长孔的加工方面需要对于切削的部位进行及时的冷却处理并且把切屑及时排出去,这样才能保证加工工序进行地进行下去,否则就会产生阻塞,这也能够有效提升钻具与夹具的使用寿命。在目前常规的冷却方式下切削液是禁止进入切削区域的,在排屑的效果以及冷却效果方面作用有一定的制约性,因此应用范围比较有限。
 
(4)关于钻孔切削工艺方面。
    在普通车床上进行细长孔的加工需要事先设置一定的切削工艺参数,这是加工工艺的重要保障之一,在工艺参数的制定方面需要综合考虑刀具的进给速度、工件的旋转速度、具体排屑的效果、切削量的流量压力等,提升切削参数的及合理性,如果切削参数设置出现偏差就会直接导致整个工作流程出现偏差。
 
2.普通车床细长孔加工工艺中的夹具设计
   普通车床细长孔加工工艺中的夹具设计上包含两个方面分别是工件夹具的选择以及钻具夹具的设计。
 
(1)工件夹具的选择。为了实现装夹的方便,能够进行准确定位,在夹具的设计上应当充分考虑工件的尺寸以及具体的加工设备情况。当工件的外径比较小的时候比较方便放入到车床的主轴孔里。把工件的大端即钻孔端放在车床的卡盘上,另一端放置在车床的主轴孔里。
 
   在设计夹具的过程中应当能够保证车床主轴中心与工件的中心保持同轴,把工件的小端放置在主轴孔的一端。根据车床主轴内外径的具体尺寸在车床的主轴尾端放置小端,按照工件装夹定位的要求提升定位锥套的合理性,并把螺母压紧。在工件装夹方式上应当注意把工件的倒角与锥套的锥角保持一致。
 
(2)在钻具夹具的设计上。在进行细长孔加工时有两种不同的长杆钻具加持方式,第一种是在尾座上进行钻具的夹持,第二种是在刀架上进行钻具的夹持。普通车床在尾座的设计上缺乏进给拖动动作,在进行工作的过程中需要运用人工控制进行辅助,因此很难保持匀速进给,因此容易发生进给量比较大而导致长杆钻具弯曲现象的发生,从而导致偏孔现象的发生。为此通过把夹具放置在刀架的方式能够实现借助刀架的拖动作用来对钻削的速度进行有效的调节与控制从而实现匀速进给,提升加工的质量。具体的钻具夹具的设计方式如图1所示。
3.普通车床细长孔加工工艺中长杆钻具的设计
   普通车床细长孔加工工艺中长杆钻具的设计上包含结构设计与选材方面与加工制作过程两个方面。
 
(1)长杆钻具在结构设计方面。长杆钻具在运行过程中需要承受轴向与扭矩的压力,因此长杆钻具在设计上要求具有比较强的抗扭强度与轴向稳定度。同时为了满足排屑以及冷却的要求,在结构设计上对其进行重视。
 
   为了保证切屑以及冷却液排除过程的顺利,在长杆钻具工件的内孔壁与体外径之间应当留有比较充分的空隙,因为冷却液的流入通道即是内孔,为此长杆钻具在设计上采用了管柱状的结构。如果采用整体的空心长钻杆难度比较大,因此在操作过程中可以采用把空心杆体与成品锥柄麻花钻进行有效结合的生产方式。把加工好的成品锥柄麻花杆与带内螺纹的一端进行连接,把冷却软管与段尾的马牙扣进行连接。
 
(2)长杆钻具的选材方面与加工制作过程。
    长杆钻具在连接体上选用了长度为1300mm以及外径为14mm的厚壁无缝钢管,在靠近内螺纹的地方上钻两个对称的小孔。在麻花钻头的选择上使用15mm的成品锥柄,在锥柄的处理上螺纹长度设置为18mm,外螺纹为M10。把选用的钻头磨刃以后连接在空心杆体上,并对杆体与钻头的同轴度与直线度进行检查与确认。
 
    采用气焊等正确的焊接方式把杆体与钻头焊接在一起,在焊接的过程中应当注意避免钻头出现过热从而退火软化的现象。在焊接完成以后使用砂轮把焊缝的高点磨去,同时在钻头排屑的槽尾端磨制出冷却槽,冷却槽应当与正接杆上的小孔相对应。根据加工的有关要求检查杆体与钻头的同轴度与直线度,确保其在合格的范围之内,如此就生产出了一支合格的长杆钻具。在具体的加工实践中发现,在杆体材料的选择上不适宜过硬,这会导致钻孔偏斜的产生。
 
4.普通车床细长孔具体加工工艺的实施分析
    基于上文中对于普通车床上进行细长孔加工工艺四个重要的工序的分析,普通车床细长孔具体加工工艺包含了加工工艺中的工件预加工、长杆钻头以及工件的装夹、冷却液的处理工作、退刀排屑以及切削参数上,下文从这五个方面进行了具体的分析。
 
(1)加工工艺中的工件预加工。工件预加工包含倒角加工与导向孔的加工两个方面。在倒角加工方面为了提升工件加工装夹的精确度,夹具的固定端即工件小端的倒角角度应当与定位的锥套保持一致。在导向孔的加工方面,首先用工件的大端即钻孔进行中心孔的打制工作,在工具的选用上可以使用麻花钻头在工件的中心位置进行钻孔,直至钻至最深处。中心孔的钻制工作的目的是为长杆钻具加工进行导向,同时还能够有效节省后续钻孔的加工时间。
 
(2)加工工艺中长杆钻头以及工件的装夹。在加工工艺中进行工件的装夹工作采用由定位锥套与卡盘进行有效结合的方式,这样能够提升定位的精度问题。把钻头的夹具放置在刀架上的目的是找准中心位置,并且根据实际的运行情况进行及时地调整,经过反复确认以后最终确定出中心的最终位置。
 
(3)加工工艺中的冷却液的处理工作。冷却液在加工工艺中扮演着重要的角色,具有排屑及冷却的作用同时能够对钻头进行有效的润滑,为了满足在深孔加工工作中对于冷却液的基本要求,应当选用一些冷却效果比较好、润滑效果明显以及能够进行顺畅排屑的冷却液。经过长期的研究与生产经验的总结,以及对于不同冷却液之间的对比比较,大量的理论实践证明把乳浊液与柴油进行混合能够产生最佳的冷却效果。
 
(4)加工工艺中的退刀排屑。在普通车床进行细长孔的加工工艺研究中应当充分考虑到冷却液的流动情况以及切液的排出情况,是否存在排出受阻的情况。一旦发现在加工工艺进行过程中出现冷却液流动受阻以及排屑不顺畅的情况应当进行及时的处理,在必要的时候可以对工艺进行暂时的中止,在把退刀排屑工作处理完了以后再进行正常的工艺加工。
 
(5)加工工艺中的切削参数在普通车场进行细长孔的加工工艺过程中切削参数的选择发挥着重要的作用,为了确保加工工艺进行的质量应当对工件的运转情况以及切削进给量进行合理的分配。在现实的加工工作中经过大量的实验发现,当机床主轴的运转速度达到160-200r/min,同时切削的进给量达到0.28-0.3mm/r的时候,能够取得比较理想的加工效果。
 
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