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深孔鏜鉸復(fù)合刀具設(shè)計(jì)
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  • 深孔鏜鉸復(fù)合刀具設(shè)計(jì)
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    深孔鏜鉸復(fù)合刀具設(shè)計(jì)
    摘 要:深孔加工作為二戰(zhàn)以后發(fā)展起來的一種新型加工工藝,在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越巨大的作用。然而,由于我國深孔加工技術(shù)起步較晚,發(fā)展不容樂觀。本文研究了深孔加工原理。并針對(duì)設(shè)計(jì)要求加工材料設(shè)計(jì)了適合加工中小直徑深孔的復(fù)合刀具。本文重點(diǎn)在于分析深孔加工過程尤其是深孔加工過程的工藝特點(diǎn)。初步地對(duì)深孔加工工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析。同時(shí)介紹分析了目前國內(nèi)外深孔刀具現(xiàn)狀,并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)鏜孔和鉸孔進(jìn)行結(jié)合從而進(jìn)行復(fù)合刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),運(yùn)用Solidwork和AutoCAD軟件進(jìn)行鏜、鉸復(fù)合刀具的三維建模。

    關(guān)鍵字:深孔刀具;復(fù)合刀具;鏜孔;鉸孔














    Deep Hole Boring hinge composite tool design
    Abstract:Deep processing as a new process developed after World War II, plays a huge role in national economic development. However, due to the late start of the deep hole processing technology in China is not optimistic. In this paper, a deep hole machining principle. And processing materials for the design requirements and design tool suitable for processing small and medium diameter deep hole. This paper focuses on analysis of the process characteristics of the process of deep hole machining, deep hole machining process. The preliminary analysis of the deep hole machining process characteristics. This article describes the current status of deep-hole cutting tool at home and abroad, combined with the structural design of composite tool, boring and reaming for Solidwork and AutoCAD boring, reaming three-dimensional modeling of composite tool according to design requirements.

    Key words:Deep-hole cutting tool;Composite Tool;Boring;Reaming
    孔加工(鉆、鏜、鉸孔)復(fù)合刀具
    [前言]對(duì)零件的內(nèi)孔進(jìn)行加工的工作,在機(jī)械廠、金工車間(特別是鉗工和車工工種)是家常便飯,也是不可或缺的事情,而不同零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求性質(zhì)以及現(xiàn)有設(shè)備的限制,那么所采取的工藝方法,所選擇的工種工人及其技能水平和刀具特點(diǎn)效能的發(fā)揮作用,都直接影響到零件的加工質(zhì)量(加工精度)和生產(chǎn)的成本(生產(chǎn)效益)。
    鉗工工種進(jìn)行孔加工的過程簡單,可達(dá)較高的加工精度,但是要使加工出來的孔其形位精度和表面粗糙度均較高時(shí),體現(xiàn)出鉗工加工孔的難度和成效性就很明顯,若有精良的設(shè)備、刀具和技藝精湛的操作工人那是不費(fèi)吹灰之力,輕而易舉就能滿足加工要求(確保高精度孔加工的要求),但是在通常的加工環(huán)境(條件),是不可能十全十美、應(yīng)有盡有(包括設(shè)備、刀具和技藝精湛的操作工人),如標(biāo)準(zhǔn)刀具尺寸不符,設(shè)備技術(shù)參數(shù)規(guī)格不符合等,給加工帶來的困難,用常用的方法就難于完成零件內(nèi)孔的加工(勉為其難),但是就有限的資源(條件),也要完成產(chǎn)品的加工且要確保其加工質(zhì)量,那么只有針對(duì)現(xiàn)狀,考慮經(jīng)濟(jì)性改進(jìn)不符的因素來滿足加工的條件(要求),才能使困難迎刃而解。

    我加工了一批箱體(WS120型蝸桿減速器)的內(nèi)孔, 該孔的精度要求較高, , Ra =1.6μm,由于此孔的孔徑和精度要求校高,通常用的加工手段有兩種方法:方法一,先用鉆頭鉆出孔(粗加工)后,留出精加工余量,再由技術(shù)水平較高的工人師傅直接鏜出內(nèi)孔達(dá)到精度要求;方法二,先對(duì)工件鉆孔→擴(kuò)孔→粗鉸(留0.1~0.2mm的鉸削余量)→精鉸,來保證孔的質(zhì)量。兩種方法的優(yōu)劣勢各有不同,方法一中,其操作過程簡單,加工出的孔,其直線度較好,刀具消耗低,但是對(duì)鏜孔工序的工人技能要求較高(在普通機(jī)床上加工并非數(shù)控機(jī)床設(shè)備上加工時(shí)),而且較容易產(chǎn)生廢品,工作效率也低;而方法二加工出來的孔徑取決于鉸刀的精度、尺寸相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)操作工人的技能水平要求也相對(duì)不很高,但是加工出來的孔其表面粗糙度低,孔的直線度較差,鉸刀的消耗也很大,效率非常低,只適宜單件生產(chǎn),不適合批量生產(chǎn),若能綜合兩種加工方法的優(yōu)點(diǎn),既保證零件的加工精度,工人技能要求也不需很高,且又能降低生產(chǎn)成本,提高效率的加工方法(措施)。那么就這批產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)(批量)和當(dāng)時(shí)工廠的生產(chǎn)條件(設(shè)備非常欠缺,只有一臺(tái)Z525型鉆床)及采取常規(guī)的加工方法,進(jìn)行生產(chǎn)的難度較大且效率較低的問題就可得到很好的改善。因此,通過查找資料、借鑒工藝、設(shè)計(jì)出一款將鉆孔、鏜孔、鉸孔容為一體的專用復(fù)合刀具。如圖1所示:

    ⒈刀具設(shè)計(jì)的構(gòu)思
    ⑴就應(yīng)工廠現(xiàn)有的加工條件,完成產(chǎn)品加工,保證質(zhì)量和提高效率及降低成本

    ⑵為減少裝拆刀具的時(shí)間,從鉆孔、擴(kuò)孔(或鏜孔),到最后的鉸孔,一次性安裝刀具完成三道工序(孔的粗加工、半精加工和精加工),即將鉆頭和擴(kuò)孔鉆(或鏜刀)及鉸刀三種刀具共用一刀體結(jié)構(gòu)。

    ⑶為減少刀具刃磨的輔助時(shí)間和提高刀具的耐用度,減少刀具消耗,降低生產(chǎn)成本,分別對(duì)鉆孔、鏜孔和鉸孔用刀具的切削部分針對(duì)各自加工特點(diǎn)(切削條件)而采用不同材質(zhì)型號(hào)特點(diǎn)的硬質(zhì)合金刀片。

    ⒉刀體結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)

    根據(jù)鉆頭加工內(nèi)孔鉆削效率高的特點(diǎn),刀頭部分用一塊材料為YG8 E225型合金刀片鑲嵌(銅焊)在刀桿一端而成為鉆頭部分,完成粗加工(鉆孔)工序,但是加工出的孔其表面粗糙度和孔經(jīng)直線度都較差,尺寸精度不高等缺陷,將具有修正孔徑直線度,穩(wěn)定孔徑尺寸的鏜刀部分,放在合金鉆頭后,將鉆削出的孔進(jìn)行鏜削加工(由于鏜削余量較大,分單刀三級(jí)鏜削),利用鏜孔的優(yōu)點(diǎn)來保證加工出的孔徑直線度和穩(wěn)定孔徑尺寸,完成半精加工工序(包括粗鏜、半精鏜),為鉸孔工序做好準(zhǔn)備工作(提高表面粗糙度和使鉸削余量均勻合理),鉸孔的鉸刀部分放在復(fù)合刀具體切削部分的最后來完成最后的精加工,保證孔的精度(孔的形位精度和表面粗糙度)、刀具體夾持部分制成莫氏3號(hào)錐柄。為了容易排屑和刀具不同時(shí)參與切削(減輕切削力),每一刀具的切削部分的起始點(diǎn)在軸向間隔大于或等于25 毫米(大于孔深),其中鉆與第一級(jí)鏜之間大于25 毫米(因鉆孔的鐵屑多),同時(shí)也增大了容屑空間,使排屑順暢,避免前后刀面切下的切屑互相干擾和阻塞,致使刀具崩刃及影響孔的質(zhì)量。
    ...
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