深孔加工

發(fā)布時(shí)間：2017-07-27 02:12:17    瀏覽量：667次

事實(shí)上，復(fù)雜的深孔加工變得越來越富有挑戰(zhàn)性。零件常常要求附加特征，例如非常小的孔光潔度、內(nèi)室、孔徑變化、輪廓、凹槽、螺紋及變化的孔方向。要高效地獲得此類公差很小的孔，不僅需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)資源，而且需要工程能力、應(yīng)用設(shè)施以及實(shí)質(zhì)性的客戶參與。
深孔加工（DHM）
        是一類由專為現(xiàn)有應(yīng)用而設(shè)計(jì)的刀具所主導(dǎo)的加工領(lǐng)域。許多不同的行業(yè)都涉及到深孔加工，但應(yīng)用最廣泛的是能源和航空航天業(yè)。起初某些深孔零件特征往往看似無法形成，但由專家們?cè)O(shè)計(jì)的非標(biāo)刀具解決方案除了解決工序問題，也能確保它們?cè)谀撤N程度上以高效率和無差錯(cuò)為特征予以執(zhí)行。
        對(duì)復(fù)雜孔的需求不斷增長，并且迫切需要縮短加工時(shí)間，這樣就促進(jìn)了現(xiàn)代深孔加工技術(shù)的發(fā)展。數(shù)十年來，深孔鉆削都是一種采用硬質(zhì)合金刀具的高效加工方法，但孔底鏜削作為瓶頸已開始不斷顯現(xiàn)。
        現(xiàn)在，該加工領(lǐng)域取得成功通?；诨旌鲜褂脴?biāo)準(zhǔn)和專用刀具元件，這些元件具有設(shè)計(jì)成專用深孔加工刀具的經(jīng)驗(yàn)。這些刀具配有加長的高精度刀柄，并且具有支撐功能和集成式鉸刀，再結(jié)合最新的切削刃槽形和刀片材質(zhì)以及高效的冷卻液和切屑控制，就能在最高的穿透率和加工安全性下獲得所需的高質(zhì)量結(jié)果。 
在深孔鉆削中，….
        …. 1mm以下的小直徑孔采用硬質(zhì)合金槍鉆加工而成，但對(duì)于15mm及以上的孔，一般采用焊接刃鉆頭，而對(duì)于25mm及以上的孔，則采用可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭才能進(jìn)行非常高效的鉆削?，F(xiàn)代可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)和鉆管系統(tǒng)也為深孔加工提供了專用刀具的新可能性。
孔深超過10倍孔徑時(shí)，加工出的孔一般認(rèn)為很深。孔深達(dá)300倍徑時(shí)就需要專門的技術(shù)，并采用單管或雙管系統(tǒng)才能進(jìn)行鉆削。在漫長地加工至這些孔底部的過程中，需要專門的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刀具配置以及正確的切削刃才能完成內(nèi)室、凹槽、螺紋和型腔的加工。支撐板技術(shù)是另一重要領(lǐng)域，在深孔鉆削中也至關(guān)重要，現(xiàn)在它作為深孔加工技術(shù)的一部分也進(jìn)展頗大。其中包括適合此領(lǐng)域可提供更高性能的合格刀具。
工藝機(jī)會(huì)
        現(xiàn)在的制造要求需要完全不同于深孔鉆削（隨后為后續(xù)單刃鏜削工序，通常不得不在其他機(jī)床上執(zhí)行）的深孔加工解決方案。即使在多任務(wù)機(jī)床上，單一的裝夾也需要這種方法。比如，加工幾米深的孔，其孔徑約100mm，必須一端有螺紋，并且深入到孔中的內(nèi)室具有較大直徑。通常，當(dāng)鉆削完成時(shí)，在將零件移至車床上后，隨后通過鏜削工序?qū)⑦@些特征添加到孔中?，F(xiàn)在深孔加工結(jié)合了一把刀具執(zhí)行后續(xù)工序的能力，并且沒有機(jī)床調(diào)整限制。這種新刀具技術(shù)反而拓寬了其操作能力，從而能夠在更小的限制范圍內(nèi)更高效地加工這些要求苛刻的特征。
         采用深孔加工技術(shù)進(jìn)行高效特征加工的一個(gè)例子是石油勘探零件。此類零件約2.5m長，具有一些復(fù)雜的特征，公差較小。要獲得小公差和優(yōu)良的表面光潔度，刀具解決方案首先涉及鉆削直徑90mm的孔，然后采用浮動(dòng)鉸刀進(jìn)行精加工。接著到達(dá)1.5m的深度，對(duì)直徑115mm的孔進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削。另一分隔大約中途進(jìn)入孔，然后也進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸削，并通過倒角完成加工。最后，進(jìn)行鏜削和擴(kuò)孔形成兩個(gè)有倒角（也鉸削至成品尺寸）的內(nèi)室。
        常規(guī)加工時(shí)，在機(jī)床上完成此零件的時(shí)間超過30個(gè)小時(shí)。而配有專用刀具的深孔加工解決方案能將時(shí)間縮短至7.5個(gè)小時(shí)。
效率提升….
         完全不同于多操作裝夾，采用深孔加工技術(shù)在批量較大時(shí)也能獲得生產(chǎn)效率提升。切削時(shí)間縮短80%也不足為奇。一個(gè)可以證明能力的例子是刀具和刀片設(shè)計(jì)方面的專有技術(shù)能夠最大化切削刃負(fù)載安全。在最佳數(shù)量的刀片上進(jìn)行負(fù)載平衡和優(yōu)化切削作用可允許更高的穿透率，從而縮短加工時(shí)間。在精度方面，小公差是深孔加工的專長，其中70%的孔具有同心內(nèi)徑，典型公差0.2mm，直徑公差20微米。 
        正確的切屑形狀和大小以及有效的排屑對(duì)于成功的深孔加工（其實(shí)為深孔鉆削）而言至關(guān)重要。因此，符合要求的冷卻液和切屑管理就非常重要。這里的現(xiàn)代概念可以是當(dāng)今可轉(zhuǎn)位刀片鏜削和車削刀具的一部分，也或是高壓冷卻液技術(shù)的一部分。可靠的切屑控制是刀片槽形發(fā)展不可或缺的一部分，其方向是限制連續(xù)的切屑形成和難加工材料的斷屑。
       在許多情況下，難以加工的材料涉及正在制造的零件，不僅要求良好的切屑管理，而且刀具材料也應(yīng)具有合適的加工能力。對(duì)于可預(yù)期的刀具壽命和基準(zhǔn)切削參數(shù)來說，現(xiàn)代刀片材質(zhì)至關(guān)重要，在切削不銹鋼、鈦和高溫合金時(shí)此類材質(zhì)具有很出色的性能。