傳統的深孔加工技術是扁鑽(低速) 鑽削,存在鑽孔(kǒng)直徑小、精度差、效率低的問題, 目前先進的深孔加工均是采用高速鑽削的工藝方法,主要以槍(qiāng)鑽、噴(pēn)鑽和STS 單管鑽為主, 普遍(biàn)采用的是STS 單管鑽技術, 與傳統扁鑽相比其優點是: 高速切削(50~90 m/min)、直線(xiàn)性(xìng)好(保證0.2 mm/1 000 mm 以內)、粗(cū)糙度低(dī)(表麵粗糙度低於Ra3.2), 加工精(jīng)度好可達IT8~IT9 級, 而扁(biǎn)鑽低速加工方法切削速度低(10~15 m/min)、直(zhí)線性差 (大於2 mm/1000 mm)、粗糙度高(大於Ra6.3)、加工精度隻能達到(dào)IT10~IT11 級, 同時切削效率低,采用深孔高速切削加工(gōng)技術成提(tí)高生產效率5~8
倍(bèi), 並提高加工的質量。
1 傳統的深孔高速鋼扁鑽加工方法
采用木製導向(xiàng)鍵, 切削速度低, 走偏量大,消耗功率大(dà), 加工效率低(dī), 見圖1、圖2。
2 STS 單管鑽(zuàn)工作原理
冷卻液從鑽(zuàn)杆外流向切削區, 將切屑從(cóng)鑽杆內腔中帶出(chū), 工作原理較噴吸鑽簡單(dān), 但冷卻係統的工作壓力較高, 且壓力頭的設計製造較複(fù)雜, 見圖3。
3 多齒(chǐ)硬質合金STS 單管成屑(xiè)原理
因多齒錯排將切屑分成三段(duàn)C 形屑, 從(cóng)根本上解(jiě)決了深孔加工排屑困難的問題。成屑原理見圖4。
4 兩種深孔切削加工功率的比較
加工件規格: 加工孔徑D=45 mm, 選用切削參數: 切削速度v=56.5 m/min, 切削深度(dù)αp=22.5mm, 每轉進給量fn=0.05 mm。則切削力: 特定切削力Kc=2 100N/mm2, 單位切削力Ks=2 305N/mm2。
結論: 相同切削參數(shù)條件下, STS 單管鑽頭(tóu)所需加工機床淨功率僅為高速鋼扁鑽(zuàn)的55%, 同時由於刀齒(chǐ)分布在相互成180°, 兩側徑向力抵消一部分, 作用(yòng)在導向塊上的力減(jiǎn)少, 致使摩(mó)擦力也(yě)減少, 保證了鑽削時的良好直線性, 因切削功率小, 從而可以增加走刀量和提(tí)高切(qiē)削速度, 使生產效率提(tí)高。
5 現有(yǒu)深(shēn)孔鑽(zuàn)床(chuáng)轉速低問題的解決
應采用主軸與鑽杆同時相向旋轉的方法, 這樣實際切(qiē)削速度v=v 主+v 杆, 理論上速度是提高了, 但由於機床鑽杆中心架均是銅軸套與(yǔ)鑽杆配合, 間隙大, 且滑動配合不能承受高速(sù)轉動(dòng), 因而鑽杆振動劇烈, 可根據現(xiàn)有機床(chuáng)的實際結構設計減振式高速旋轉(zhuǎn)器, 更換掉原來的銅套(tào)聯接座, 並增加可移式(shì)滾動中心托架, 同時應將普通的輸液器(又(yòu)稱加壓頭) 更換為特殊的(de)高速旋轉輸液器。
6 結語
實際切(qiē)削實(shí)驗證(zhèng)明普通深孔鑽(zuàn)床經上述改進後效果明顯, 鑽杆高速(sù)轉動非常平(píng)穩, 可(kě)提高加工效率5 倍(bèi)以上(shàng), 同時加工質(zhì)量明顯提高。
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