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一、什么是深孔
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; G* Z* [ e+ v; s: j7 M& ?# i9 C7 W 在机械制造业中,一般将孔深超过孔径5倍的圆柱孔称为深孔。深孔按孔深与孔径之比(L/D)的大小通常可分为一般深孔、中等深孔及特殊深孔三种。(ps:L/D的比值越大加工起来就越困难。) & ?/ a8 w. U$ P* E4 h! {) n
1、L/D>5,属于一般深孔,常在钻床或车床上用接长麻花钻加工。
& D& m( c6 M9 I, P 2、L/D=20--30,属于中等深孔,常在车床上加工。
% B) l; @6 U8 P0 K8 p% r4 m/ T* z5 Y 3、L/D=30--100,属于特殊深孔,必须使用深孔钻在深孔钻床或专用设备上加工。深孔钻按排屑方式分为外排屑和内排屑两种:外排屑有枪钻、整体合金深孔钻(可分为有冷却孔和无冷却孔两种);内排屑又分为BTA 深孔钻、喷吸钻和DF 系统深孔钻三种。 6 {: f: C" ^& {, O
二、加工中常见问题及解决办法 ) c) F4 ~% E! q& x5 A* r) }4 S
■ 1、孔径缩小 " F+ p9 Z# i6 k, T: K% _0 }* h
产生原因:铰刀外径尺寸设计值偏小;切削速度过低;进给量过大;铰刀主偏角过小;切削液选择不合适;刃磨时铰刀磨损部分未磨掉,弹性恢复使孔径缩小;铰钢件时,余量太大或铰刀不锋利,易产生弹性恢复,使孔径缩小以及内孔不圆,孔径不合格。
2 P, l1 K# C$ U( n6 R4 b. O" b% I 解决措施:更换铰刀外径尺寸;适当提高切削速度;适当降低进给量;适当增大主偏角;选择润滑性能好的油性切削液;定期互换铰刀,正确刃磨铰刀切削部分;设计铰刀尺寸时,应考虑上述因素,或根据实际情况取值;作试验性切削,取合适余量,将铰刀磨锋利。 6 M% N* H% h% s4 o( G% @
■ 2、孔径增大 ! a1 f" V9 q% I2 n' R
产生原因:铰刀外径尺寸设计值偏大或铰切削刃口有毛刺;切削速度过高;进给量不当或加工余量过大;铰刀主偏角过大铰刀弯曲;铰切削刃口上粘附着切屑瘤;刃磨时铰切削刃口摆差超差;切削液选择不合适;安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤;锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉;主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏;铰刀浮动不灵活;与工件不同轴以及手铰孔时两手用力不均匀,使铰刀左右晃动。
4 n0 [- U+ ~& j- t0 m 解决措施:根据具体情况适当减小铰刀外径;降低切削速度适当调整进给量或减少加工余量;适当减小主偏角校直或报废弯曲的不能用的铰刀;用油石仔细修整到合格;控制摆差在允许的范围内;选择冷却性能较好的切削液;安装铰刀前必须将铰刀锥柄及机床主轴锥孔内部油污擦净,锥面有磕碰处用油石修光;修磨铰刀扁尾调整或更换主轴轴承;重新调整浮动卡头,并调整同轴度;注意正确操作。 * O& B0 }, S7 N v0 I0 ` ]
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■ 3、铰出的内孔不圆
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产生原因:铰刀过长,刚性不足,铰削时产生振动;铰刀主偏角过小;铰切削刃带窄;铰孔余量偏;内孔表面有缺口、交叉孔;孔表面有砂眼、气孔;主轴轴承松动,无导向套,或铰刀与导向套配合间隙过大以及由于薄壁工件装夹过紧,卸下后工件变形。 ) S6 u" r% V$ |, j0 a$ }$ L
解决措施:刚性不足的铰刀可采用不等分齿距的铰刀,铰刀的安装应采用刚性联接,增大主偏角;选用合格铰刀,控制预加工工序的孔位置公差;采用不等齿距铰刀,采用较长、较精密的导向套;选用合格毛坯;采用等齿距铰刀铰削较精密的孔时,应对机床主轴间隙进行调整,导向套的配合间隙应要求较高或采用恰当的夹紧方法,减小夹紧力。
6 W+ `1 z S% n( E5 f/ E ■ 4、铰出的孔位置精度超差 9 b( q& y/ @2 R
产生原因:导向套磨损;导向套底端距工件太远;导向套长度短、精度差以及主轴轴承松动。
2 ^1 ^8 ?- C( r3 b5 R$ l0 M J 解决措施:定期更换导向套;加长导向套,提高导向套与铰刀间隙的配合精度;及时维修机床、调整主轴轴承间隙。 , g" a2 t+ K3 ~( m; f
■ 5、内孔表面粗糙度值高 + V. n" f' `" _ X6 \/ j8 r
产生原因:切削速度过高;切削液选择不合适;铰刀主偏角过大,铰切削刃口不在同一圆周上;铰孔余量太大;铰孔余量不均匀或太小,局部表面未铰到;铰刀切削部分摆差超差、刃口不锋利,表面粗糙;铰切削刃带过宽;铰孔时排屑不畅;铰刀过度磨损;铰刀碰伤,刃口留有毛刺或崩刃;刃口有积屑瘤;由于材料关系,不适用于零度前角或负前角铰刀。
5 {" b. j: s: C 解决措施:降低切削速度;根据深孔加工材料选择切削液;适当减小主偏角,正确刃磨铰切削刃口;适当减小铰孔余量;提高铰孔前底孔位置精度与质量或增加铰孔余量;选用合格铰刀;修磨刃带宽度;根据具体情况减少铰刀齿数,加大容屑槽空间或采用带刃倾角的铰刀,使排屑顺利;定期更换铰刀,刃磨时把磨削区磨去;铰刀在刃磨、使用及运输过程中,应采取保护措施,避免碰伤;对已碰伤的铰刀,应用特细的油石将碰伤的铰刀修好,或更换铰刀;用油石修整到合格,采用前角5°-10°的铰刀。 : F. d1 D0 A9 ^( e' Z' R
■ 6、孔的内表面有明显的棱面
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产生原因:铰孔余量过大;铰刀切削部分后角过大;铰切削刃带过宽;工件表面有气孔、砂眼以及主轴摆差过大。
1 O% m$ ]# }( ^* m9 w 解决措施:减小铰孔余量;减小切削部分后角;修磨刃带宽度;选择合格毛坯;调整机床主轴。
0 [- H% A4 A: a* O8 F5 P, H ■ 7、铰孔后孔的中心线不直
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产生原因:铰孔前的钻孔偏斜,特别是孔径较小时,由于铰刀刚性较差,不能纠正原有的弯曲度;铰刀主偏角过大;导向不良,使铰刀在铰削中易偏离方向;切削部分倒锥过大;铰刀在断续孔中部间隙处位移;手铰孔时,在一个方向上用力过大,迫使铰刀向一端偏斜,破坏了铰孔的垂直度。
: L4 D) f! [" u3 g9 h7 x- n8 n: f 解决措施:增加扩孔或镗孔工序校正孔;减小主偏角;调整合适的铰刀;调换有导向部分或加长切削部分的铰刀;注意正确操作。
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■ 8、铰刀的使用寿命低 & z5 q7 g& m0 h9 m. \8 s
产生原因:铰刀材料不合适;铰刀在刃磨时烧伤;切削液选择不合适,切削液未能顺利地流动,切削处以及铰切削刃磨后表面粗糙度值太高。
8 d8 ~$ a$ Q8 a& ` 解决措施:根据加工材料选择铰刀材料,可采用硬质合金铰刀或涂层铰刀;严格控制刃磨切削用量,避免烧伤;经常根据加工材料正确选择切削液;经常清除切屑槽内的切屑,用足够压力的切削液,经过精磨或研磨达到要求。 ! M j$ ]: c; e
■ 9、铰刀刀齿崩刃 - N# z/ h/ ]8 G/ w( t; H9 d$ U B
产生原因:铰孔余量过大;工件材料硬度过高;切削刃摆差过大,切削负荷不均匀;铰刀主偏角太小,使切削宽度增大;铰深孔或盲孔时,切屑太多,又未及时清除以及刃磨时刀齿已磨裂。 ! C: W. I- q7 P
解决措施:修改预加工的孔径尺寸;降低材料硬度或改用负前角铰刀或硬质合金铰刀;控制摆差在合格范围内;加大主偏角;注意及时清除切屑或采用带刃倾角铰刀;注意刃磨质量。 0 }$ _. i' r! V) H5 Y9 m3 |
■ 10、铰刀柄部折断
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产生原因:铰孔余量过大;铰锥孔时,粗精铰削余量分配及切削用量选择不合适;铰刀刀齿容屑空间小,切屑堵塞。 + Z- ]; q1 g; u8 I- O. O
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