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数控钻床

数控钻床

数控钻床范文第1篇

【关键词】数控车床 钻孔夹具 弹簧夹筒

中图分类号:TG751.2 文献标识码:A 文章编号:1009―914X(2013)35―365―01

前言:

在普通车床上加工套类零件需要钻孔时,通常是将钻头直接套在尾座套筒上,或附加变径套或采用钻夹头等装夹进行钻孔,工人的劳动强度比较大,生产效率比较低。随着数控技术的发展,如今数控车床被广泛应用,我国在20 世纪七八十年代开始大力推广,尤其是适合我国国情的经济型数控系统,开始在机械制造等多个领域使用,但多数经济型数控车床,其尾座不能自动控制运动,钻孔操作跟普通车床一样,如广州数控设备厂生产的CSK6140-T 型数控车床。这样,在中、小批量生产套类零件时,其生产效率相对低下,工人的劳动强度大,加工质量难以保证。本文就上述情况考虑,自行设计一种专用夹具,此类问题就能迎刃而解。

一、夹具设计的思路启发

在数控车床的刀架上装上车刀后,可以通过数控系统里的加工程序控制车刀的运动轨迹,加工出外圆、槽和螺纹等等。同理,我们可以把钻头装在刀架上,通过加工程序控制钻头的运动进行钻孔。但是钻头的装夹部分有直柄和锥柄,这两种柄部都不能直接装在刀架上,为此,我设计了自动钻孔夹具。钻头或铰刀等刀具安装在车床的刀架上,问题就迎刃而解了。

二、拟定夹具的结构方案

刀具(钻头)的定位方案、定位方法和定位元件为了便于专业化生产,钻头的结构、尺寸已标准化和系列化。为方便安装使用,通常直径小于16mm 的钻头做成直柄,直径大于16mm 的钻头做成锥柄。这里所介绍的是直柄钻头的结构特征,应当选择的是外圆柱表面为定位基准,采用定心夹紧装置为定位元件,刀具(钻头)的夹紧方案、夹紧方法和夹紧装置根据钻头在加工中的使用特点,钻头的轴线必须与被加工孔的旋转轴线重合。根据数控机床对夹具要求,即应具有可靠的夹紧力,具有较高的定位精度,具有较强的刚性,结构尽量简单,以便于装卸(钻头)和夹具在机床上的安装,可采用已标准化的弹簧夹筒,即采用普通铣床上的铣刀弹簧夹筒,这样可以满足设计夹具(刀夹)要求,适应不同尺寸规格的直柄钻头。该装置是利用弹簧夹筒的弹性变形将钻头定心并夹紧的(这只是作为过渡装置用),弹簧夹筒如图1 所示。

图1 弹簧夹筒

三、夹具的设计

确定弹簧夹筒钻孔夹具的结构弹簧夹筒是该夹具中的主要元件,根据其构造特点,选择弹簧夹筒7∶24 的外圆锥表面为定位基准,夹具采用7∶24 的内圆锥表面作为定位元件。经济型数控车床的刀架采用的是一种简单的四工位自动换刀设备,只能安装普通方形刀把,不能安装回转体刀柄的刀具,所以该夹具外形应做成方形,依该数控车床四工位刀架安装刀具刀杆尺寸为25X25mm,并要求使麻花钻要安装在夹具上与主轴回转中心等高。该夹具为带有锥孔和凸出边缘的方块。厚度为23mm、宽度为25mm 的凸出边缘为装夹部分,A 面与B 面分别为定位面。带有锥孔部分是用来安装弹簧夹筒并带有钻头。在弹簧夹筒刀柄槽滑过防转销,为了避免弹簧夹筒在使用过程中,圆锥小端与夹具内圆锥孔小端发生不正常的干涉,可在内圆锥孔与内圆柱孔之间加段过渡槽。如图2所示。

图2 自动钻孔刀夹设计

夹具体材料为45# 钢,并进行调质处理,硬度为HBS280 左右,其目的是为了保证夹具体有足够的强度和硬度,经多次使用后仍有较高的尺寸精度和形位精度。

四、夹具加工的制作

在夹具设计的过程中要解决技术问题:是在制作过程中怎样保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴。自动钻孔夹具的外部形状可以在铣床上加工。而加工孔与锥孔时要使用四爪卡盘数控车床,用四爪卡盘夹住自动钻孔夹具,找正自动钻孔夹具孔轴心线与数控车床主轴轴心线的重合(可用百分表校正)。其工序为:先用φ12钻头钻穿钻孔夹具,再用φ21钻头扩孔,深度为108mm,最后用镗刀镗出内孔(内圆锥孔)。

五、夹具的使用说明

本夹具适用于无尾座运动控制功能的经济型数控车床,如CSK6140-T 型;适用于孔径小于16mm 的钻孔、扩孔和铰孔等场合。采用不同直径的钻头钻孔、扩孔等操作,要相应地选择不同规格的弹簧夹筒。

1、夹具工作原理

当转动螺钉1 时,使得弹簧夹筒2向右移动,在夹具体3 内圆锥表面的作用力下,弹簧夹筒的锥体部分收缩,最终使得钻头定心夹紧。(如图3、4所示)

图3 夹具、刀具装配1 图4 夹具、刀具装配图2

2、保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴

钻头在垂直方向上的中心高,由夹具的本身结构尺寸保证,为了方便对刀和检验夹具的锥孔是否和车床主轴同轴,我自制了辅助件1、辅助件2。其其使用过程为:将辅助件1安装在卡盘上(安装时要校正);将辅助件2安装在钻孔夹具,并安装于刀架上。手动移动数控车床的X轴和Z轴,使辅助件1与辅助件2两尖端重合(如辅助件2尖端低,还可以加辅助刀垫)。这样就可以保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴。

图5 检查刀夹与车床同轴度

3、使用自动钻孔夹具钻孔时对刀

X轴:当辅助件1与辅助件2两尖端重合(如图5所示),可以保证X方向对准工件中心,在录入方式输入G50,X0;然后在刀补输入X=0。

数控钻床范文第2篇

[关键词]数控车床;刀架钻夹系统;设计及使用;

中图分类号:C39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0077-01

引言

目前在我国机械加工领域中使用的数控车床大部分都是经济型数控车床,特别是在私营企业、国有小企业、教学单位和西部落后地区使用的数控车床90%以上为经济型数控车床,并且有一部分数控车床还是用普通车床改装而成。这些数控车床都是使用四工位立式数控刀架,机床的局限性造成钻头装夹时定位精度不高,难以达到加工要求,把钻头准确定位并装夹在此类数控车床的刀架上就成为一个技术难点。

0.数控车床钻头夹具的设计要求

①可以保证工件稳定的加工精度;

②确保安装、加工工件时操作安全;

③装夹操作要省时、省力和方便。在结合经济性的情况下,尽量采用气动、高效自锁机构等自动化夹紧装置,提高装夹速度;

④应具有良好的结构工艺性。

1.设计方案比选

笔者在总结现有经验的基础上,设计了一种实用新型数控车床刀架钻夹,使用它装夹钻头既能够方便、快捷地把钻头安装在数控车床刀架上,又能够使钻头定位准确。具体技术设计方案如下:方案1(参见图1-3):

此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于直柄钻头及中心钻,其包括钻夹体1、螺丝孔2、V形槽3、夹紧垫片4、V形块5等要素。在钻夹体1一侧开有3个螺丝孔2。

方案2(参见图4):此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于锥柄钻头,钻夹体1设计为长方体,在钻夹体1长度方向水平设置一个莫氏锥孔2,在莫氏锥孔尾部水平设置一个扁孔3,用来配合钻头锥柄尾部的扁榫,以防止钻头打滑及拆卸钻头。

2.设计原理及说明

方案1:(1)如图1所示,钻夹体1为长方体,其各面及各面之间的平面度、垂直度、平行度都有适当的精度要求(主要的形位公差如图所示),以保证钻夹体1在数控刀架上的定位精度,从而保证钻头的定位精度。(2)在钻夹体内,水平设置一条V形槽3,V形槽3的中心线与钻夹体平行,V形角的角平分线与水平面平行,这样就使得尺寸大小不等的钻头安装在V形槽里夹紧之后其中心高度都是一样的,且V形槽的中心线高度相等。(3)钻夹体底面到V形槽的中心线的高度H,设计与数控刀架车刀支承面到车床主轴中心线的高度相等,这样钻头在安装使用时,在高度方向上无需再用垫片调整。(4)钻头用3个内六角螺栓夹紧,图3的垫片安放在钻头与螺栓之间,用于夹紧尺寸大的钻头,目的是在夹紧钻头时使钻头受力均匀,防止钻头弯曲变形、夹伤等;图3的V形块亦安放在钻头与螺钉之间,主要用于装夹尺寸小的钻头。

方案2:该钻夹外形为长方体设计,其各面及各面之间也都有相应的平面度、垂直度、平行度等形位公差的要求(主要的形位公差如图4所示)。在长度方向水平设有一莫氏锥孔,垂直于锥孔在锥孔后面水平设置有一扁孔,以配合钻头锥柄后端的扁榫,目的是防止钻头打滑转动及拆卸钻头。钻夹的后部在与锥孔同一轴心线上开一螺丝孔,此孔与扁孔、锥孔连通,拧进螺丝即可把钻头从锥孔推出。底面到莫氏锥孔中心线的高度H,与刀架车刀支承面到车床主轴中心高度相等,钻头在安装使用时无需再用垫片调整。

3.使用方法

(1)安装

方案1:参照图1-4所示,安装前先把刀架的刀位擦干净,把钻夹的V形槽及底面(A面)和垂直面(B面)吹洗干净,安装时,首先把钻头插入V形槽3里套入垫片5,用螺丝2夹紧,然后把钻夹安放在刀位上(注意把钻夹与刀架的各接触面压平、贴紧),再用刀架螺丝夹紧钻夹安装即完毕。

方案2的安装与方案1同理。

(2)对刀

钻头在安装完毕之后与其它刀具一样还要进行对刀才能使用,本人在实践中总结出钻头常用的对刀方法有以下三种(因Z轴方向对刀比较容易在此不作陈述):

目测对刀法。就是移动钻头用眼睛观测,当观察到钻头中心与工件旋转中心一致后,设置钻头X方向的刀补。

定点对刀法。像其它刀具一样移动钻头使钻头的棱边轻轻接触到试车过的外圆处,然后设置钻头X方向的刀补(注意要加上钻头的直径值)。

对中法。如数控铣床对刀的方法一样,启动主轴,移动刀架使钻头先后与试车过的工件前后两边轻轻接触,2个接触位置的平均值即为工件旋转中心。用G00指令把钻头移动到中心位置,再设置钻头X方向的刀补。

(3)换刀

因钻头磨损需刃磨或更换时,只需松开夹紧钻头的螺丝2(方案2拧进螺丝顶出锥钻头)即可把钻头卸下,此时钻夹仍牢牢固定在刀架上,然后把新钻头插入V形槽(方案2为锥孔,注意拧退卸刀螺丝)夹紧,对Z方向重新对刀即可使用。如果是钻通孔或孔深精度要求不高,对于方案1换刀时还有一捷径,即先进行前面程序的加工直到调出钻头并快速定位到起刀点,即G00X0Z3处,然后暂停,再把钻头从钻夹后面插入,用目测方法,当钻尖到达Z3处后夹紧即可继续进行加工。

4.局限性

(1)因受刀架装刀位置高度尺寸的影响,钻夹的V形槽(或锥孔)不能做得太大,因此在使用直径大的钻头时有一定局限性。

(2)钻头装夹时的定位精度受刀架精度影响,在钻深孔时,仍需根据试钻情况对钻头进行微调。

5.结束语

此钻头夹具在长达一年的实际加工作用过程中,已证实其所钻之孔均能达到10至12的公差等级精度,钻头的使用寿命亦不受到额外影响。实践证明此钻头夹具具有结构简单、实用方便、安全有效等优点。在批量生产中与使用尾座对比,生产效率明显提高,工人的劳动强度明显降低。

参考文献

数控钻床范文第3篇

关键词:单齿板;工艺改进;降低成本

    烧结机星轮装置单齿板是烧结机传动装置生产周期最长的关键零件,一台150㎡烧结机有1套头部星轮装置和1套尾部星轮装置,共有76块单齿板,材质ZG50Mn,硬度228 -269HB,外齿形表面淬火50-55HRC,数控铣床加工1块单齿板用时16小时,一台数控铣床加工76块单齿板每天按两个生产班制,需要两个半月,一台数控铣床一年也只能完成5台烧结机单齿板的生产量,仅在数控铣床的加工费用就相当高。所以提高数控铣床的加工效率,缩短单齿板铣削时间是降低加工成本,提高单齿板产量的工艺难题。                        

   

单齿板加工工艺长期采用铸造热处理车钻铣齿板固定孔数控铣齿板钳工钻安装孔齿形表面淬火,为了提高单齿板铣削效率,减少铣削时间,要对单齿板加工工艺增加刨外形加工工序,钻铣齿板固定孔改为钻定位夹紧孔,设计制造钻定位夹紧孔模具、刨床用夹具和刨齿板外形样板,铣床用工装,有效地缓解数控铣床的生产压力,把铣齿板时间降到10小时,是原来加工时间的5/8, 刀片消耗节省了50%,铣1块单齿板由原来的140元降到70元。一台烧结机需要76块单齿板,仅刀片一项就为公司节约5320元。通过对工艺改进和使用单齿板加工工装,提高了生产效率,减少了刀片消耗。调整后加工工艺是铸造热处理车钻定位夹紧孔刨齿板外形数控铣齿板钳工钻安装孔齿形表面淬火,经过加工工艺的改进,提高了单齿板铣削效率,减少铣削时间,降低加工成本。以下对单齿板加工工艺过程的几个要点进行了总结。

1、定位夹紧孔的确定

单齿板定位夹紧孔要保证刨床在加工时做定位和夹紧使用,由于刨床加工的性质,只能在工件平面上往复运动,要保证单齿板通过转动来确保单齿板外形在刨床加工范围内,同时从减少作业强度,减少工件换面时间的情况下,让工件在刨床夹具上以1个定位孔作基准,转动工件,保证单齿板四个面全部在可刨削范围内。数控铣床在加工时也需要使用单齿板定位夹紧孔定位和压紧工件,保证单齿板外形的加工。由此可见,单齿板定位夹紧孔位置和尺寸的确定是非常重要的,根据单齿板图纸尺寸,将定位夹紧孔确定两个φ40mm孔,孔距定位150mm,位于单齿板中心位置的孔确定为基准孔,至此单齿板加工用的定位夹紧孔确定了下来。

2、钻单齿板定位夹紧孔

由于单齿板毛坯为铸钢件,钻定位夹紧孔合理分配齿板外形的加工余量非常重要,我们设计钻孔模具时,钻模板采用线切割以齿板零件图外形尺寸加工制作,这样在生产作业时很容易分配加工余量,为后续的刨床、数控铣床加工打好了基础。

3、刨齿形

单齿板两个φ40mm定位夹紧孔完成后转到刨床加工,刨床加工作为粗加工,可有效地将铸造毛坯表面的硬点去除,给数控铣留下的加工余量更均匀。设计刨床夹具以单齿板基准孔能在刨床夹具上旋转,然后用心轴通过单齿板另一个孔将其固定,就能将单齿板四个方向的加工面刨完,基于上述原则设计刨齿板夹具。刨齿形采用线切割以齿板零件图外形尺寸加工样板,将加工好的样板和3块齿板一起装在刨齿板夹具上,给数控铣留余量1~2mm,用时6个小时,很好地保证了单齿板的加工进度,为数控铣床提高产量打下了好基础。

4、数控铣齿板

数控铣床需要单齿板铣齿板工装,保证工件的定位夹紧可靠,做到通用化和标准化,使工装加工范围的适应性更强。对刀要严格按照加工单齿板齿形的要求进行校正,对单齿板进行不加工程序运行,检查单齿板齿形及其他部位能否加工到。对单齿板材料ZG50Mn的加工,我们仍然要求在操作时粗铣、精铣分开,数控铣床使用的刀片较贵,磨损过的刀片用于粗加工,新刀片用来精铣,不仅节省刀片使用量还能提高单齿板的表面粗糙度,达到了单齿板的加工精度要求。

5、钳工钻安装孔

单齿板是安装在星轮上,拨动台车实现烧结作业,单齿板是烧结机设备很重要的易损件,做到方便维修和更换是很重要的。我们以前钻单齿板安装孔采用划线加工,由于受钳工个人技术水平影响,划线钻孔位置精度不能保证,单齿板与星轮上安装孔是配钻的,互换性差,造成以后更换单齿板非常麻烦。为了避免人为因素影响,要求在钻安装孔时必须使用钻模,保证零件钻孔合格,才能在装配时可以互换。

6、齿形表面淬火

单齿板在长时间使用中容易磨损,减少使用寿命,因此对单齿板齿形表面淬火是很关键的,在高频淬火机上对单齿板齿形进行表面淬火,以满足设计对单齿板表面硬度的要求。

数控钻床范文第4篇

关键词:PLC控制系统;钻床;自动化

随着生产力的发展和科学技术的进步,人们对所用控制设备不断地提出新的要求,各种智能化技术与信息化技术的出现为设备设计过程中提供了各种手段与保证前提。人们在生产的过程中要求设备更加通用、灵活、易变、经济、可靠。在台式钻床的改造过程中拟定了液压系统原理图,选择了液压元件,结合当前的先进科学技术与智能化控制基础给出了主轴电动机、液压泵电动机的电气控制图通过自动控制系统和计算机控制操作流程进行自动化钻床的设计施工流程,并对其图标进行严格的审查过程和控制流程,对其顺序控制的过程、功能和特性进行了描述。PLC可编程控制器作为当前社会发展过程中出现的主要的技术,其在社会发展的过程中推动各种设备进行促进与变化,在钻床的改造过程中也有着不可替代的作用,是实现新一代的工业控制装置的前提基础,具有开发柔性好接线简单安装方便抗干扰性强等特点,是实现当前各种机床控制技术智能化设计的突破口。

一、PLC的特点

可编程序逻辑控制器 PLC采用中央处理单元 CPU,不但继承了 PLC 原有的功能,而且具有了顺序控制、算术运算、数据转换和通信等更为强大的功能,指令系统丰富,程序结构灵活,不但可以完成开关量及顺序控制,而且可以用来实现模拟量等复杂的控制。它集中了工业专用机和通用计算机的优点,运行可靠、通用性强和适应性强,发展非常迅速,既可以用来单独构成控制系统,其系统也可作为DCS 系统的主要现场控制系统,是目前工业自动化应用最广的控制设备。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。

1.可靠性高。可编程序控制器专门为工业环境而设计,具有很高的可靠性。功能强大。可编程序控制器及相关产品几乎可以实现所有的控制任务,是目前工厂中应用最广的自动化设备。简单方便。

2.PLC 产品应用的简单方便体现在以下几个方面: 接线简单,一般直接接线,不需要用户再进行电路板的设计;2语言方面,所有厂家的 PLC 都支持梯形图,编程简单直观;模块化设计或扩展模块的使用,简化了控制系统的形成;系统设计容易,开发周期短,程序易调试和修改; 利用可编程序控制器网络和通信技术易于实现复杂的或分散的控制任务。

二、设计方法

系统将台式钻床改造为自动钻床并可通过PLC实现自动控制。设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定,然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。设计的目标在于通过导入液压进给系统和PLC控制系统,改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率;降低工作人员劳动强度和工作量;钻床系统能够工作平稳,满足工作要求;经济因素合理。

通台式钻床传动系统的改进、进给系统的设计、进给系统液压缸的设计和PLC控制系统的设计等四个方面。其中重点在于进给系统、进给系统液压缸和PLC控制系统的设计。进给系统设计主要是解决主轴高速旋转与轴向进给两个自由度的实现;进给系统液压缸设计包括液压缸的设计、液压缸与主轴的配合和液压缸油路控制; PLC控制系统的设计主要是通过应用PLC控制程序来实现对液压油路的动作控制及钻床加工过程的动作控制。

我们通过对传统台式钻床的改进及设计要达到的目标在于通过改进钻床能够实现工作自动化,最终能满足以下要求:

(1)能实现自动化连续生产,改善产品加工质量,提高生产效率;

(2)降低工作人员劳动强度和工作量;

(3)钻床系统工作平稳,满足工作要求;

(4)经济因素合理;

三、台式钻床自动化改造方案

1、自动钻床的总体方案设计

总体方案设计的构思和方案拟定关系到产品的功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著,因此,我们要确定良好的总体方案设计思想,保证产品的功能、经济效益和实用性能。

总体方案设计的内容主要包括以下几个方面:

(1)执行系统的方案设计 ;

(2)原动机类型的选择和传动系统的方案设计;

(3)控制系统的方案设计;

(4)总体布局设计;

(5)辅助系统的设计;

为了完成普通台式钻床的改造及进给系统的设计,我们依循机床设计的一般步骤,确定自动钻床的总体方案设计。

2、自动专用钻床已知条件和设计要求的概述

本文对普通台式钻床的自动化改造及进给系统设计是以某五金工具厂钢丝钳生产线的自动化改造为背景。

已知:加工对象为钢丝钳加工工序为在钢丝钳上钻削直径为φ12mm(钻床最大钻削直径)的通孔,钢丝钳材料为Q235。

改造后的全自动钻床应满足以下设计要求:

(1)满足自动连续生产,且生产率为3把/分钟;

(2)自动化改造应是机械、电气和液压的有机结合;

(3)传动系统设计应包含切削力计算、电动机选择、传动装置设计、床身结构设计等;

(4)设计重点为钻床液压进给系统之进给油缸设计;

(5)自动控制系统应以PLC与手动相结合的方式实现;

2.2 自动钻床的工艺路线分析与确定

与传统台式钻床的加工工艺路线相比较,改造后的全自动钻床基本动作有很大的调整,这其中主要是导入了自动化加工动作。结合设计及生产要求,确定工艺路线如下:

启动(电源及控制模块)自动送料自动夹紧主轴快进主轴工进主轴停留主轴快退夹具松开出料

自动钻床的设计是在原有传统钻床的基础上进行改造和设计的,改造后的自动钻床是典型的机电一休化产品。设计内容主要涉及到机构学、机械运动学、机械设计学、材料力学、液压传动设计和PLC自动控制理论等多方面的内容。

数控钻床范文第5篇

【关键词】数控加工 深孔加工 枪钻技术 切屑故障

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)06-0069-01

数控机床加工技术可实现零件的高精度加工,在当前制造业应用极为广泛,深孔加工则是其重要组成部分。在汽车、航空、石油等领域,深孔加工技术水平与零件质量密切相关,因此在孔的形状、尺寸等方面要求较为严格,钻孔设备的选择显得尤为关键。枪钻是一种具有高精度的深孔加工刀具,效率高、使用时间长,在半圆孔、斜孔、盲孔中比较适用,受到广泛重视。

一 枪钻及其原理

1.结构

枪钻主要由三部分组成:(1)刀头部分。负责深孔钻削,通常使用硬质合金、高速钢两种钻头,因前者切削速度快,应用最多。多以焊接的形式与钻杆相连。为提高钻孔精度,常在钻头圆周设置导向块,且钻头上端设有油孔,可起到钻头、排出切屑的功能。钻尖结构有很多类型,为保证钻削过程中不会与孔壁摩擦,常会设置很小的倒锥度。(2)钻杆。材质多选择合金钢管,形状以D型和V型最为常见,尤其是120°V型角,是普通钻杆常采用的设计形式,外径比钻尖稍小。钻杆的强度和韧性都必须符合要求,以便提供足够的扭矩,并能够缓解高速旋转时的震动。枪钻以内切削外排屑结构居多,为给钻尖的、排屑提供便利,在钻杆刚度和强度满足的同时,应将其排屑空间及冷却液孔做到最大。(3)钻柄。位于钻杆尾端,和机床相连,负责动力的传递。因传递力较大,钻柄必须进行牢固安装,保持高稳定性,且直径应大于钻杆,但要保证钻杆镶嵌其中时不会变形。

2.工作原理

在使用时,先将钻柄紧紧夹持在数控机床的主轴上,钻头依靠导套与加工对象接触,然后内外刃同时进行钻削,钻刃自身具有自导向功能,可为切削精度提供保障。冷却液流经钻头中间的通道到达切削部位,起到冷却、钻刃的作用,同时将切屑带出,完成高质量的切削加工。

二 枪钻的使用要求

1.机床

第一,枪钻要顺利实现冷却、及排屑,应配备有高压冷却系统,因切削过程中会有热量产生,冷却系统可吸收热量,维持切削部位温度的稳定。此部分较为关键,然而实际加工时,数控机床的冷却系统往往因压力低而不能满足要求,因此必须调整机床配置。

第二,使用枪钻进行深孔切削时,对其长度方向的行程要求较高,所以机床行程务必要满足要求。

2.切削液

切削液的质量直接关系着深孔钻削精度,因此,在使用中应尽量选择优质切削液,如添加适量极压添加剂,确保在高压下可形成油膜,以免出现干磨的状况。同时,黏度和流量也应得到充分考虑,孔径越小,黏度越低,与一般的零件加工相比,枪钻使用的切削液压力和流量都较大,为实现流速最大化、方便切屑排出,须保持流量的稳定性。另外,冷却液的作用比较重要,为避免切屑堆积,冷却液必须保持充分供应,否则很容易因切削力加大而折断枪钻。

三 枪钻在深孔加工中的实际应用

某汽车零件制造加工公司在制造一款新车的部件,该零件选用440C材料,孔径为Φ7.2,孔深85,内控对外圆的同轴度要求为Φ0.02。

若按照以往的钻镗加工方法,为保证整个过程的质量,应先进行钻孔,在安排研磨工序补充加工内孔,然后以内孔定位磨削加工外圆。在钻孔过程中,需要多次将钻刀退出,才能排出切屑,且孔质难以保证;若钻头折断,很难取出。最终加工的表面粗糙度为Ra1.4,直线度为0.08%,且加工效率较低。

若采用枪钻钻孔,施工程序则较为简便,可一次性完成所有工作。钻削过程中,切屑便可将切屑排出,孔径尺寸、形式都比较稳定;当钻头折断时,也极易取出。最终加工的零件精度高,表面粗糙度仅为0.3,直线度为0.039%,加工效率也大幅提升。

四 钻削中的排屑

钻削时必然会产生大量排屑,若不及时处理,会阻碍钻削工作的进行。一般出现排屑故障,会有以下两种原因:(1)切屑呈螺旋状,且难以断裂,或多股切屑宽窄不同互相夹杂,形成缠绕性切屑。另外,棒形切屑、刚性螺卷切屑等都不易排出。这些故障多与钻头参数、进给量、刀具材质等因素有关,所以要做出相应的调整。(2)钻头、钻杆震动时,切屑形态会变得不正常,应检查钻头是否受力损伤,或调整切削用量,针对性地加以排除。

五 结束语

枪钻在深孔加工中的地位相当重要,是现代工艺加工常用的一种方法,在很多领域都有应用,为此,必须合理选择刀具,科学设置各项参数,以提高钻孔质量。

参考文献

[1]梁瑞敏、叶文华.枪钻在数控车床上的深孔加工应用[J].机械与电子,2009(4):144~145