鏜孔專用加工工裝
關(guān)注創(chuàng)建者：Fair 創(chuàng)建時(shí)間：2019-01-16
鏜孔專用加工工裝的實(shí)例教程
東南造船技術(shù)人員應(yīng)用鏜孔專用加工工裝作業(yè)
日前，福建東南造船有限公司組織技術(shù)人員攻關(guān)，創(chuàng)新研發(fā)出了鏜孔專用加工工裝，并獲得國家技術(shù)實(shí)用專利。
據(jù)悉，每一艘船舶在建造過程中都需要安裝軸系、舵系、尾鉆管、推進(jìn)器，在安裝之前都必須對(duì)底座進(jìn)行高精度的鏜孔，然后才能順利地進(jìn)行整體安裝。安裝軸系、舵系、推進(jìn)器底座的位置一般是船的底部，或懸空處、狹窄處、光線極差處，而且對(duì)孔徑加工的尺寸與精度要求相當(dāng)高。如果所鏜的孔公差達(dá)不到技術(shù)圖紙的要求，就會(huì)嚴(yán)重地影響船舶建造質(zhì)量與使用壽命，有的甚至要返工，既浪費(fèi)人力、原材料，還嚴(yán)重影響船舶合同的履行。因此，該項(xiàng)技術(shù)始終困擾著許多造船企業(yè)。針對(duì)這一技術(shù)難題，東南造船技術(shù)人員深入生產(chǎn)現(xiàn)場，進(jìn)行認(rèn)真研究分析，提出創(chuàng)新一種專門的加工工裝來解決這一難題。有了初步的設(shè)想方案后，該公司經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)，成功地研發(fā)出了鏜孔專用加工工裝，并獲得國家技術(shù)實(shí)用專利。
據(jù)悉，取得該技術(shù)發(fā)明專利后，東南造船已在后續(xù)建造的系列海洋工程船、集裝箱船、成品油船、散貨船、客滾船、豪華游艇等船舶上廣泛推廣運(yùn)用該技術(shù)。結(jié)果顯示，該技術(shù)不僅提高了作業(yè)工效、提升了產(chǎn)品質(zhì)量，而且大大地減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)為安全生產(chǎn)提供了極大的保障。
展開 當(dāng)時(shí)，對(duì)于這么高難度的零件確實(shí)心里沒底，雖然本單位只負(fù)責(zé)加工深腔鏜孔，其它方面客戶都可以配合加工。
圖3 鏜刀架
用鏜孔加工，主要是進(jìn)給和速度兩項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置，進(jìn)給速度正常計(jì)算 Vc=πDN/1,000，經(jīng)過多次現(xiàn)場加工，不斷改良，最終總結(jié)出精加工轉(zhuǎn)速 S 為 100 轉(zhuǎn)/min，進(jìn)給F為60mm/min，雖然結(jié)果簡單，付出不少，但得出中加工/半精加工和精加工各一次就能完成，每個(gè)孔的總共加工時(shí)間在2h以內(nèi)，圓柱度和粗糙度值全部達(dá)標(biāo)，減少了客戶的二次加工時(shí)間，真正提高了生產(chǎn)效率，獲得了客戶的好評(píng)。
此套最終鏜孔加工方案雖然簡單，但過程著實(shí)不容易，缺少任何一個(gè)細(xì)節(jié)加工出來的效果可能都不一樣，深孔鏜孔最擔(dān)心的就是怕在加工過程中出現(xiàn)震動(dòng)，受力過大導(dǎo)致倒扣，工件都將報(bào)廢。因此在刀片選擇、注意事項(xiàng)等加工參數(shù)的設(shè)置這幾個(gè)方面，希望能起到一些借鑒和預(yù)防的作用。
展開 進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān)，孔徑越大，進(jìn)給量取值越大，高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí)進(jìn)給量常取為 0.3~1mm/r。
鉸孔時(shí)必須用適當(dāng)?shù)那邢饕哼M(jìn)行冷卻、潤滑和清洗，以防止產(chǎn)生積屑瘤并及時(shí)清除切屑。與磨孔和鏜孔相比，鉸孔生產(chǎn)率高，容易保證孔的精度；但鉸孔不能校正孔軸線的位置誤差，孔的位置精度應(yīng)由前工序保證。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔。
鉸孔尺寸精度一般為 IT9～I(xiàn)T7級(jí)，表面粗糙度Ra一般為 3.2~0.8 μm。對(duì)于中等尺寸、精度要求較高的孔（例如IT7級(jí)精度孔），鉆—擴(kuò)—鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案。
三、鏜孔
鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之?dāng)U大的一種加工方法，鏜孔工作既可以在鏜床上進(jìn)行，也可以在車床上進(jìn)行。
1. 鏜孔方式
鏜孔有三種不同的加工方式。
（1）工件旋轉(zhuǎn)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔方式。工藝特點(diǎn)是：加工后孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)軸線一致，孔的圓度主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進(jìn)給方向相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線的位置精度。這種鏜孔方式適于加工與外圓表面有同軸度要求的孔。
（2）刀具旋轉(zhuǎn)，工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 鏜床主軸帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
(3) 刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 采用這種鏜孔方式鏜孔，鏜桿的懸伸長度是變化的，鏜桿的受力 變形也是變化的，靠近主軸箱處的孔徑大，遠(yuǎn)離主軸箱處的孔徑小，形成錐孔。此外，鏜桿懸伸長度增大，主軸因自重引起的彎曲變形也增大，被加工孔軸線將產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲。這種鏜孔方式只適于加工較短的孔。
2. 金剛鏜
與一般鏜孔相比，金剛鏜的特點(diǎn)是背吃刀量小，進(jìn)給量小，切削速度高，它可以獲得很高的加工精度（IT7～I(xiàn)T6）和很光潔的表面（Ra為 0.4~0.05 μm）。
展開 如果沒有足夠的加工余量和寬松的直徑公差(正負(fù)萬分之一)，用鏜刀(或拆除了其中一個(gè)刀片夾頭的鏜刀)進(jìn)行加工效果更好。
另一方面，對(duì)于有型芯孔的零件，如果芯孔位置不正確，則可能有太多工件材料需要切除。即使芯孔直徑在典型的粗鏜余量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但偏芯可能會(huì)導(dǎo)致鏜刀在孔的一側(cè)的吃刀量大于刀片所能承受切屑負(fù)荷的情況。
3.刀具的組裝剛性
為一項(xiàng)加工任務(wù)選擇鏜刀時(shí)，通常是基于要求的鏜孔直徑和標(biāo)稱深度，而很少考慮實(shí)際鏜孔深度和所需的額外懸伸量(如果需要的話)。例如，在某種鏜削加工中，鏜孔深度只有50mm，但刀具通過工件和(或)夾具到達(dá)被鏜孔可能需要200mm的懸伸長度。這與要求的鏜孔深度為250mm的鏜削加工截然不同。
為了最大限度地提高刀具剛性和使用范圍，模塊化鏜刀系統(tǒng)可以提供不限數(shù)量的模塊組合。在所需刀具長度較長的情況下，重要的是，首先選擇較大的鏜桿基本直徑，然后根據(jù)需要縮小鏜桿直徑，而不是在整個(gè)鏜桿長度上都采用相同的直徑尺寸。
對(duì)于空間有限的長懸伸鏜削，可考慮采用整體硬質(zhì)合金鏜桿(而不是采用多根加長桿)。這種配置可提供更高的剛性和更好的控制，但通常只限于直徑較小的鏜孔加工。
對(duì)于長懸伸鏜削，與只考慮標(biāo)稱鏜孔長度和孔徑的刀具配置方案相比，采用較大的懸伸部連接尺寸，只在必要時(shí)減小刀具直徑的模塊化鏜削系統(tǒng)具有更好的剛性。
4.刀片牌號(hào)和幾何形狀
刀片是工件與刀具之間的關(guān)鍵接觸點(diǎn)。如果刀片與鏜削加工不匹配，即使鏜刀系統(tǒng)剛性極好，對(duì)鏜頭進(jìn)行了精確平衡，可能也難以獲得理想的加工性能。
如果刀片幾何形狀無法保證切削的穩(wěn)定性，采用再好的刀片牌號(hào)也無濟(jì)于事。壓制幾何形狀的鏜刀片通常采用比較保守的斷屑臺(tái)，在穩(wěn)定的加工條件下可保持較長的使用壽命，但其徑向切深至少應(yīng)為刀尖圓弧半徑的1/2。
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引言：為什么行業(yè)專用 CNC 加工比以往任何時(shí)候都更重要
在現(xiàn)代制造業(yè)中，產(chǎn)品能否成功，很大程度上取決于
精度、可靠性與生產(chǎn)速度
。這正是為什么
行業(yè)專用 CNC 加工（industry-specific CNC machining）
已成為不可或缺的制造基礎(chǔ)——它支撐著汽車創(chuàng)新、醫(yī)療突破、航空航天可靠性以及高性能工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。
摘要：【目的】針對(duì)螺桿加工專用銑床存在自動(dòng)化程度低、功能集成度不高、生產(chǎn)工藝周期長、機(jī)床結(jié)構(gòu)形式陳舊、機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等不足。【方法】課題組以數(shù)控銑床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的研究為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)目標(biāo)和各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，研究與加工工藝相適應(yīng)的功能機(jī)構(gòu)布局，設(shè)計(jì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案，重點(diǎn)研究上下料機(jī)構(gòu)、旋銑系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、床身的設(shè)計(jì)。【結(jié)果】設(shè)計(jì)出具有性能優(yōu)良、功能完備的高端電機(jī)軸螺桿旋銑設(shè)備
工裝夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)工裝夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過程提出修改意見。工裝夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。 一、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本原則 1、滿足使用過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性； 2、有足
深孔鏜孔加工一直以來都是機(jī)械及模具加工中的難題，之前有個(gè)同學(xué)就碰到了膠管模具上的一個(gè)48×215mm 的深孔加工，希望把他趟過的坑寫出來，給你們提供一些幫助和借鑒。 一、零件圖分析與工藝規(guī)劃 零件圖紙分析 圖 1 所示為膠管模具零件，有 4 個(gè)直徑48×215mm 深的孔需要加工。外形尺寸 420×270×250mm，上下左右各有 4 個(gè)凹槽，孔面有臺(tái)階，兩側(cè)各有斜面為行位配合面。 圖1 膠管模具
與外圓表面加工相比，孔加工的條件要差得多，加工孔要比加工外圓困難。這是因?yàn)椋? 1）孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng)；
2）用定尺寸刀具加工孔時(shí)，孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的相應(yīng)尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度；
3）加工孔時(shí)，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑及散熱條件差
當(dāng)鏜孔加工性能下降時(shí)，其原因可能是某種特定因素造成的，也可能是多種因素共同作用的結(jié)果。這些因素包括工件穩(wěn)定性、加工余量的大小、工具系統(tǒng)的剛性、刀片牌號(hào)和幾何形狀、切削速度和進(jìn)給率與刀具性能的匹配性。當(dāng)遇到加工循環(huán)時(shí)間過長、刀具壽命縮短或零件質(zhì)量變差等情況時(shí)，就應(yīng)該對(duì)這些因素加以分析和甄別。
在特定的鏜孔加工中，某種因素的影響可能會(huì)比其他因素更顯著，但這些因素也可能彼此密切相關(guān)
