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拉鏜法:穩定性好、CNC加工精度高的深孔加工工

作者:洛陽機械加工 日期:2021-08-09 11:04:02 點擊數:

      拉鏜法:穩定性好、CNC加工精度高的深孔加工工。

      所謂深孔,般是指孔深與孔徑之比>5~10,甚至到100或100以上的孔。深孔鏜削是獲得具有定精度的深孔最常用的加工方法,通常情況下,深孔鏜削的鏜孔精度可達IT7~IT8,表面粗糙度值Ra=2~0.8μm。常規的推鏜法是目前應用最為廣泛的深孔鏜削方式,但由于推鏜結構中,鏜桿始終處于軸向受壓狀態,特別是對于加工深徑比較大的孔,鏜桿會不可避免的出現壓桿失穩現象,導致鏜頭導向部分磨損不均勻,從而出現加工孔軸線較大的偏斜及直線度誤差,大量實際加工數據表明,即便嚴格保證刀具精度刀具切入口精度,也無法將推鏜法加工的軸線偏斜量穩定的控制在0.15mm(每米深度)以內。 基于以上情況,特別是各種有精度要求的深孔工件的出現,使得拉鏜法的應用日漸廣泛。拉鏜法在鏜削過程中,鏜桿始終受拉,鏜頭沿著鏜桿前進的直線方向做進給運動,通過各種輔具及工藝方法的保證,拉鏜法加工孔的軸線偏斜可控制在0.05mm(每米深度)以內,主要用于加工大深徑比的管件有較高精度要求的深孔工件等。用于實現大的深徑比。如圖1所示,為種拉鏜加工大深徑比工件的機床結構圖。 工件(通常為熱拔冷拔或離心鑄造管料)裝夾前首先進行預加工,將若干中心架定位面前端15°錐面及卡環槽,以定的同軸度要求加工出,其中15°錐面按卡盤體端部的內錐面來配,保證可以用圖示的半圓卡環+壓盤結構壓緊,定位工件密封并傳遞切削轉矩。該結構采用床頭主軸進油的方式,切削液攜帶切屑,經由鏜桿與毛坯內孔的間隙,向工件的尾端排出,選擇鏜桿時需保證排屑空間,通常應保證鏜桿與毛坯內孔間隙s≥2t(吃刀深度),同時加工時適當提高進給量,保證切屑為卷狀短碎屑。該結構中,工件在切削過程中受拉力,彎曲變形的影響非常小,可以滿足細長薄壁工件的加工,同時由于出口端設置了鏜桿導向,鏜削的后半程中,加工孔形成的軸線有向機床軸線靠攏的趨勢,因此可實現很大的加工深徑比。用此結構可加工石油化工用裂解管,加工內孔φ100mm,在保證最終壁厚差要求的前提下,單節可實現的加工深度在8m以上。 用于保證加工孔軸線的位置精度要求。工件固定狀態下實現加工孔的位置精度。如圖2所示,圖中工件為石油機械用壓裂泵的泵體,泵體上有相應的深孔,該孔的兩端對相應基準均有位置度的要求,若采用常規BTA(內排屑)鉆削—推鏜的加工方式,孔的出口位置精度很難保證,若采用先加工孔,以孔為基準加工相應面的方式,會造成加工工藝過于復雜。 現以拉鏜法解決此類問題。圖2結構中所用拉鏜頭為內排屑拉鏜頭,采用授油器供油通過鏜桿內部向后排屑的加隔離墩模具加工工方式,相對于中的外排屑拉鏜頭,其結構較為復雜,但該結構所配鏜桿的規格要大于外排屑方式,剛性強,并且可以直接與BTA鉆頭聯接。對于圖2所示工件的加工,首先在授油器頭部安裝鉆頭導向套,授油器與床頭座兩端頂緊工件后,以BTA法鉆通加工孔,將授油器頭部更換為圖2所示7的組件,同時更換拉鏜刀具及導向套,對已加工孔(已產生偏斜)進行反向拉鏜加工,根據孔的要求可以分為粗鏜精鏜及滾壓(拉滾)等工序依次完成,由于結構中鏜桿的剛性好,加之拉鏜頭的自導向性好,可實現很高的加工孔軸線的位置精度。該結構同時可用來加工多平行孔有孔距要求的平行相交孔等。 工件旋轉狀態下實現各加工孔的同軸度要求。如圖3所示的多臺階孔工件,為保證各公差要求,常規加工工藝中,采用的方法是先加工φ510+0.04mm孔,以此孔為基準車工件外圓(保證最終測量壁厚致),將基準A轉移至工件外表面,通過外圓夾持工件再加工其他孔,其他孔的加工還需要以φ510+0.04mm孔為導向,首先加工引導孔,以保證各處的同軸要求,工件加工的難度隨著臺階數的增加急劇增大。加工圖3所示工件簡要工藝路線如下①將坯料外圓(需留量)并車出兩端錐角中心架定位面,同時車齊兩端面,保證兩端面對工件軸線的垂直度≤0.03mm。 ②用BTA深孔鉆鉆通長孔φ39mm。③拉鏜孔,分為粗半精及精3道工序完成,最終加工成φ450+0.062mm孔。④按相應深度拉鏜加工φ450+0.062mm及φ54mm孔。⑤最終加工外圓。 現采用如圖4所示的拉鏜結構,采用工件刀具雙向回轉的加工方式,同時采用加長內排屑拉鏜頭結構,拉鏜出口端設置鏜桿導向,加工孔軸線的偏斜可穩定的控制在0.05mm(每米深度)以內。工件兩端由錐面(內頂尖)定位,整個加工過程均以兩錐面所定位的工件軸線(機床中心線)為基準,各臺階孔位置精度不會產生相互影響。以拉鏜法加工多臺階孔,在深徑比小<50的情況下,臺階數的增加對工件加工難度的影響較小,相對于常規的推鏜加工,其工藝路線簡單加工效率軍工零件加工高。實踐證明,拉鏜法是種穩定性好加工精度高的深孔加工工藝方法,應用于加工深徑比大加工孔軸線精度要求高的深孔工件。 上述各結構圖基本涵蓋了拉鏜法的應用方式,可應用于具體深孔工件的加工中,保證最終的加工精度要求。

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      cnc數控加工是指在數控機床上加工零件的種工藝方法,從總體上講,cnc機床加工技術與傳統機床加工技術相致。是種利用數字化信息控制工件和刀具移動的加工方法。那cnc數控加工都分為幾種呢?多軸聯動式加工中心,也稱為萬能加工中心指可通過加工主軸軸線和工作臺旋轉軸線的角度來控制聯動變化完成復雜空間曲面加工的加工中心。
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