放下剛車完的內孔,晚上我做了個夢

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內孔車削又叫鏜孔,是用車削的方法擴大工件內孔或加工空心工件的內表面,可以用大多數外圓車削的工藝方法來加工。

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內孔車削存在的問題


1

振刀

長懸伸是導致讓刀和振動問題的主要原因。內孔車刀同時受到徑向力和軸向力,會使刀尖偏離預定位置,導致刀杆變形,刀杆越長變形越明顯,振動就越明顯。

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2

表面質量差

排屑不良就有可能導致工件表面質量差,鐵屑如果不能按計劃排除內孔,就會擠壓摩擦工件內壁,使內孔車削加工失敗。

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3

刀片容易崩

振動和排屑不良可能導致刀片破裂。在振動和鐵屑擠壓過程中,刀片容易崩刃。

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內孔車削問題的解決方案


1

基本原則

內孔加工的一般規則是:使刀具懸伸最小並選擇儘可能大的刀具尺寸,以便獲得最高的加工精度及穩定性。


2

從刀具應用角度出發,提高內孔加工質量的因素:

>刀片槽型的選用:

刀片槽型對切削過程有著決定性的影響,內孔加工一般選用切削鋒利,刃口強度高的正前角槽型刀片。

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>刀具主偏角的選用:

選擇主偏角時,推薦選擇儘可能接近90°的主偏角,並且不要小於75°,否則,會導致徑向切削力急劇增加。

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>刀尖半徑的選用:

在內孔車削工序中,小刀尖半徑應為首選。加大刀尖半徑,將會加大徑向和切向切削力,並且,還會增大振動趨勢的風險。同時,在確保徑向切削刀最小的情況下,使用最大刀尖半徑可獲得更堅固的切削刃、更好的表面紋理以及切削刃上更均勻的壓力分佈。

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3

切屑的有效排出

內孔車削加工中,排屑對於加工效果和安全性能的影響也非常重要,特別是在加工深孔和盲孔時尤為如此。

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較短的螺旋屑是內孔車削較理想的切屑,該類型切屑比較容易被排出,並且在切屑折斷時不會對切削刃造成大的壓力。

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加工時切屑過短,斷屑作用過於強烈,會消耗更高的機床功率,並且會有加大振動的趨勢。

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而切屑過長會使排屑更困難,離心力將切屑壓向孔壁,殘留的切屑被擠壓到已加工工件表面,就會出現切屑堵塞的風險進而損壞刀具。

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因此,進行內孔車削時,推薦使用帶內冷的刀具。這樣,切削液將會有效地把切屑排出孔外。

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4

刀具夾持方式的選用

刀具的夾持穩定性和工件的穩固性,在內孔加工中也非常重要,它決定了加工時振動的量級,並決定這種振動是否會加大。刀杆的夾緊單元滿足所推薦的長度、表面粗糙度和硬度是非常重要的。

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整體支撐要好於螺釘直接夾緊的刀杆,用螺釘將刀杆夾緊在V型塊上較為適合,但不推薦用螺釘直接夾緊圓柱柄刀杆,因為螺釘直接作用在刀杆上會損壞刀杆。

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5

採用特製刀杆減少振動和增加鐵屑的有效排除

>阻尼刀杆

這類刀杆一般採用整體硬質合金做刀體,在小孔領域能有效的減少刀具的振動。

阻尼刀杆的特點:

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>抗震刀杆

這一類刀杆一般在刀杆內部有抗震單元,可以有效減少懸伸過長導致的振動。

但是這類從刀具入手的抗震手段,往往價格昂貴,應用場景苛刻,所以我們進行了深入思考,有沒有別的手段來實現高質量高效率的內孔車削呢?

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小諸葛的想法

我們傳統的思路都是在刀杆,刀片,及他們的一些參數上做文章,但是再強壯的刀杆它跟機床也是分離開的,我大膽的設想了一下,如果在機床上做一隻足夠強壯的鏜杆,我們是否可以獲得足夠的強度和效率。對此我諮詢了一些機床公司的設計人員,很可惜,他們說這種想法固然好,但是在他們現有的體制之下,實現起來很困難。

不過好在上天不負有心人,我還真找到了類似的案例,觀眾老爺們,我們下期揭曉。


媒體號:機加小諸葛


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