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微孔加工方法
在孔加工过程中,应避免出现孔径扩大、孔直线度过大、工件表面粗糙度差及钻头过快磨损等问题,以防影响钻孔质量和增大加工成本,应尽量保证以下的技术要求:①尺寸精度:孔的直径和深度尺寸的精度;②形状精度:孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度;③位置精度:孔与孔轴线或孔与外圆轴线的同轴度;孔与孔或孔与其他表面之间的平行度、垂直度等。
同时,还应该考虑以下5个要素:
、孔深、公差、表面粗糙度、孔的结构;
,包括夹持的稳定性、悬伸量和回转性;
、转速冷却液系统和稳定性;
;
。
深孔加工:一般把长径比L(孔深与孔径比)大于5的孔称为深孔。深孔加工比一般孔的加工要困难和复杂,其原因是:
,刀具细而长、刚性差,所以在钻孔时容易偏斜,产生振动,使得孔的表面粗糙度和尺寸精度不易保证。
。
,钻头散热条件差,使得刀具磨损加剧,甚至丧失切削能力。
机械钻削加工
一、HSS-E(高性能高速钢)钻头
由于长钻头本身的稳定度不好,因此在加工过程中必须采用较低的切削参数,而HSS较低的红硬性也要求进一步降低其切削速度。因此,在深孔加工中,外部的冷却液很难到达刀具的切削刃上,钻尖处实际进行着干加工,所有这些因素的综合导致了深孔加工需要很长的加工周期。
二、枪钻
硬质合金头枪钻可以实现精确而安全的孔加工,即使是在进行超常深孔的加工情况下也是如此。切削液被加压泵打入钻杆内(压力约为3MPa-8MPa),然后流过切削刃,当切削液沿着刀具和零件孔壁间的V形截面空间流出时,将切屑带走。由于钻杆是空心轴,刚性差,不能采用较大的进给量,因此生产效率较低;同时,切屑必须保持小而薄的形状,才能保证被冷却液冲出;此外,由于枪钻加工中高压冷却液的使用,因此要求使用专用机床。由于枪钻钻杆为非对称形,故其抗扭刚性差,只能传递有限的扭矩,因此枪钻只适用于加工小直径孔的零件。
枪钻是一种有效的深孔加工刀具,其加工范围很广,从模具钢材,玻璃纤维、特氟龙(Teflon)等塑料到高强度合金(如P20和铬镍铁合金)的深孔加工。在公差和表面粗糙度要求较严的深孔加工中,枪钻
可保证孔的尺寸精度、位置精度和直线度。标准枪钻可加工孔径为
,钻削深度可达直径的100倍。
三、内排屑深孔钻(BTA)
内排屑深孔钻(BTA)较适宜加工直径在20 mm以上长径比不大于100
的中等尺寸精密深孔的加工,其加工精度为IT7级一IT10级,加工表面的表面粗糙度为Ra - ,如汽轮机大螺栓和蒸发器管板等的深孔加工。
BTA钻加工原理:高压切削液(约2MPa-6MPa)由钻杆外圆和工件孔壁间的空隙注入,切屑随同切削液由钻杆的中心孔排出,故名内排屑。内排屑深孔钻一般用于加工深5mm-120mm,长径比小于100,,IT3-IT9级的深孔,由于钻杆为圆形,刚性较好,且切屑不与工件孔壁摩擦,故生产率和加工质量均较外排屑有所提高。从加工原理可以看出,与枪钻相比,BTA法采用圆形钻杆,因此抗扭性好,可以采用较大的进给量进行切削。另外由于切屑是从钻杆的内孔中排出,不会划