零件加工方面,,孔加工所占比例仍然較高,,關(guān)于高效率、高精度孔加工的技術(shù)開發(fā)意圖也一直受到我們的關(guān)注,。近年來,,由于孔加工技術(shù)和產(chǎn)品的快速開啟,使得涂層硬質(zhì)合金鉆頭,、鉸刀等孔加工刀具運量大幅波動增加,。涂覆硬質(zhì)合金鉆頭的切削刀口形狀已進行了優(yōu)化,以達到其加工功能,。如對鉆頭的頂角,、橫刃的修磨、直柄的選擇(與立銑刀同一一貫徑)等都有很好的考慮,。選擇鉸刀對孔進行精加工,,選擇螺紋立銑刀對螺紋孔進行精加工,同樣朝著推進加工速度和精度的方向展開,,使刀具產(chǎn)品和加工方法多樣化,。
這篇文章介紹了孔加工技術(shù)的最新開發(fā)意圖。在過去的高速、高精度鉆削加工中,,鉆孔加工首先選擇了高速鋼鉆頭,,鉆削加工技術(shù)也一直沒有太大的改變。然而,,隨著涂層硬質(zhì)合金鉆頭的不斷增加使用,,出現(xiàn)了鉆削加工速度快、精度高的趨勢,,并結(jié)合環(huán)保要求,,引進了干切,半干切等工藝,。新開的孔加工首先表現(xiàn)在:
1/涂覆硬質(zhì)合金鉆頭可在60m/min范圍內(nèi)進行切削加工,,一孔高速鉆完,平均只需幾秒鐘,;
2/研制了用于鉆削高硬度鋼的鉆頭,,使鉆削加工出約60HRC高硬度鋼成為實用技術(shù);
3/干,、半干鉆削加工深孔直徑約為鉆頭直徑20倍的深孔已有加工利用,;
4/鉆頭外側(cè)切削刃的R型布置可以有效地防止鉆孔出口和入口處產(chǎn)生毛刺,并能改善孔內(nèi)壁表面粗糙度,。
在切削刃的形狀上增加了一個平面的第三個后刀面,,使得切削刃部分比較薄,減少了鉆孔時的軸向力,。雖然降低切削刃部切削力的目標是相同的,,但是不同的出產(chǎn)廠家的鉆頭切削刃形各有特點,呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,。而對于類似模具零件這種鉆削加工較少的情況,,所尋求的是一種合理的鉆削加工方法,除了選擇鉆頭等鉆削專用刀具外,,還選擇了立銑刀,,采用螺旋走刀或環(huán)形走刀的方法,從而減少了加工不同標準孔所需的刀具數(shù)量,。在電子(包括數(shù)字家電、數(shù)碼相機等相關(guān)領(lǐng)域),、醫(yī)學等領(lǐng)域,,對許多將在國際計劃中開啟的產(chǎn)品進行纖細孔切削加工的技能,要求在其微型結(jié)構(gòu)上進行纖細孔加工時,,必須達到高精度和高效率,。近年來,出現(xiàn)了可對細小孔進行高速、高精加工的小型高速加工中心,,使鉆頭的微型化趨勢不斷加強,。而細小孔的加工技巧已經(jīng)涉及到切削、放電,、激光,、電子束、沖壓等領(lǐng)域,,因此選擇合適的加工方法是必要的,。其中,能很好地適應產(chǎn)品數(shù)量,、孔加工方式,、加工精度等變化的加工方法仍是切削加工方法,目前其應用也最廣,。在進行細孔鉆削時,,所能達到的最小孔徑是根據(jù)鉆頭直徑來確定的。根據(jù)一些公司的報告,,微型鉆頭的直徑現(xiàn)在可以達10~20μm,。在鉆削細長徑孔時,鉆頭材料不同,,其切削參數(shù)也不同,。
由于基體材料的彈性模量(楊氏模量)較高,且鉆頭在高速旋轉(zhuǎn)時,,由于離心力的作用,,鉆頭刀刃前端的振動較小,因此可以選擇該刀具材料在標準切削速度下的高轉(zhuǎn)數(shù)進行鉆削,。燒成金剛石鉆頭可按最大切削條件鉆進,,具有優(yōu)良的抗粘結(jié)性能,可完成高精度長壽命鉆孔加工,。一個產(chǎn)品上鉆削數(shù)百甚至數(shù)千個細小孔的情況可能很多,,此時需要考慮產(chǎn)生孔徑擴展、彎曲和孔距精度要求等因素,。
作適當?shù)姆聪蜻M給,,可保證排屑,有效防止鉆削不良,。而用于細長孔加工的加工中心,,在高速反轉(zhuǎn)時,具有較小的振蕩,,能夠結(jié)束高精度平穩(wěn)定位,,且動態(tài)特性突出等特點。近幾年來,利用微鉆加工的工件材料從高硬度鋼,、不銹鋼,、銅合金、鈦合金到陶瓷,,觸角很廣,,設定的最佳切削條件也隨之改變。需要使用冷卻劑的鉆頭切割,。如在不銹鋼鉆削時,,需要為切削刃提供潤滑功能高的切削液;而像陶瓷一類的材料會產(chǎn)生粉狀切屑,,只有利用水溶性切削液才能有效地清除切屑,。因此,應根據(jù)不同加工材料選用相應的切削液,。為了使纖細直徑鉆頭能以最佳的切削速度鉆進,,加工中心的主軸應該具有高速旋轉(zhuǎn)功能,每分鐘最大主軸轉(zhuǎn)數(shù)大約為3~5萬轉(zhuǎn),。對微鉆刀刃形狀及柄部振擺進行控制,,對走孔加工精度進行精確控制,對延長刀具使用壽命進行有效控制,,因此高精度的鉆頭刃磨必不可少,,即必須有一臺能結(jié)束1μm進料組織、具有高精度砂輪主軸的高精度東西磨床,,以及一套高精度的刀具磨削技術(shù)和高精度的檢驗系統(tǒng),。與三爪鉆夾頭相比,適用范圍更廣的鉆夾東西系統(tǒng)是具有高剛性和高精度擺動精度的繃簧夾頭系統(tǒng),,適用范圍更廣,,適用范圍更廣。帶刺進式彈簧夾頭系統(tǒng)具有夾持鉆頭直徑規(guī)劃寬,,夾持剛性好,,夾持精度高的優(yōu)良功用。
近幾年來,,人們對熱裝夾緊系統(tǒng)的研究越來越多,,其夾緊速度和夾緊精度要求都很高,特別適合用于高轉(zhuǎn)速,、高精度的細徑鉆頭夾緊,。高速、高精度孔的精加工和螺孔切削中應用最多的孔的精加工刀具仍為鉸刀,、鏜刀等,但也可采用立銑刀按螺旋線或環(huán)形走刀的方法進行精銑孔加工??梢赃x擇涂覆硬質(zhì)合金,、CBN等材料,制作具有可調(diào)切削刃功能的標準鏜刀,,實現(xiàn)進刀速度和刀具壽命的最大化,。在螺孔的加工方面,由于選擇了螺紋立銑刀和螺紋插補加工技術(shù),,使得螺紋的高速,、高精度加工成為可能。目前,,M3左右小徑螺紋加工用立銑刀已經(jīng)面市,,更多小徑螺紋加工技巧的研討也在進行中。對于高速鉆孔,,在同一加工中心進行高速,、高精度孔的加工,要求鉆頭完成高速切削,,同時縮短鉆頭移動的時間,,對于幾百個以上的孔的加工是無法回避的問題。
上述簡要介紹了近幾年開孔加工技術(shù)的普及,,雖然仍采用傳統(tǒng)的切削方法,,但是已經(jīng)在刀具、裝夾系統(tǒng),、機床,、使用技術(shù)等加工系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)得到了實際的發(fā)展。為改造制造業(yè),,在提高產(chǎn)品附加值方面,,孔加工是不可缺少的工藝技術(shù),對產(chǎn)品的質(zhì)量,、成本等都有很大影響,。近幾年來,伴隨著產(chǎn)品的小型化和高效化,,對細小形狀,,細小直徑加工技能的需求也在增加。
另外,,可以選擇使用微徑鉆頭來加工微孔的小型數(shù)控加工中心,,使用諸如涂層硬質(zhì)合金和高剛度高速鉆頭來加工高功用刀具材料,這就意味著我們現(xiàn)在進入了一個真正意義上的微孔加工時代,。然而,,在技能迅速打開的今天,,進一步發(fā)展和完善包括加工中心、刀具,、裝夾系統(tǒng),、加工條件等數(shù)據(jù)庫、CAM系統(tǒng)生成NC程序,、東西管理等為最終完成穩(wěn)定可靠的孔加工而構(gòu)建的整個加工系統(tǒng),,是生產(chǎn)技術(shù)人員面臨的重要課題。