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【机械设计】深孔加工中常见的10个问题

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在深孔加工过程中,经常出现被加工件尺寸精度、表面质量以及刀具的寿命等问题,如何减少甚至避免这些问题的产生,是我们目前亟待解决的问题,下面总结了深孔加工中常见的10种问题及解决措施。
01 孔径增大,误差大
1)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。
2)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。
02孔径缩小
1)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)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。

03铰出的内孔不圆
1)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。
2)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。
04孔的内表面有明显的棱面
1)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。
2)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。
05内孔表面粗糙度值高
1)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。
2)解决措施降低切削速度;根据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。
06铰刀的使用寿命低
1)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。
2)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。
07铰出的孔位置精度超差
1)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)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。
08铰刀刀齿崩刃
1)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。
2)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。
09铰刀柄部折断
1)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。
2)解决措施修改预加工的孔径尺寸;修改余量分配,合理选择切削用量;减少铰刀齿数,加大容屑空间或将刀齿间隙磨去一齿。
10铰孔后孔的中心线不直
1)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。
2)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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