放下刚车完的内孔,晚上我做了个梦

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内孔车削又叫镗孔,是用车削的方法扩大工件内孔或加工空心工件的内表面,可以用大多数外圆车削的工艺方法来加工。

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内孔车削存在的问题


1

振刀

长悬伸是导致让刀和振动问题的主要原因。内孔车刀同时受到径向力和轴向力,会使刀尖偏离预定位置,导致刀杆变形,刀杆越长变形越明显,振动就越明显。

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2

表面质量差

排屑不良就有可能导致工件表面质量差,铁屑如果不能按计划排除内孔,就会挤压摩擦工件内壁,使内孔车削加工失败。

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3

刀片容易崩

振动和排屑不良可能导致刀片破裂。在振动和铁屑挤压过程中,刀片容易崩刃。

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内孔车削问题的解决方案


1

基本原则

内孔加工的一般规则是:使刀具悬伸最小并选择尽可能大的刀具尺寸,以便获得最高的加工精度及稳定性。


2

从刀具应用角度出发,提高内孔加工质量的因素:

>刀片槽型的选用:

刀片槽型对切削过程有着决定性的影响,内孔加工一般选用切削锋利,刃口强度高的正前角槽型刀片。

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>刀具主偏角的选用:

选择主偏角时,推荐选择尽可能接近90°的主偏角,并且不要小于75°,否则,会导致径向切削力急剧增加。

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>刀尖半径的选用:

在内孔车削工序中,小刀尖半径应为首选。加大刀尖半径,将会加大径向和切向切削力,并且,还会增大振动趋势的风险。同时,在确保径向切削刀最小的情况下,使用最大刀尖半径可获得更坚固的切削刃、更好的表面纹理以及切削刃上更均匀的压力分布。

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3

切屑的有效排出

内孔车削加工中,排屑对于加工效果和安全性能的影响也非常重要,特别是在加工深孔和盲孔时尤为如此。

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较短的螺旋屑是内孔车削较理想的切屑,该类型切屑比较容易被排出,并且在切屑折断时不会对切削刃造成大的压力。

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加工时切屑过短,断屑作用过于强烈,会消耗更高的机床功率,并且会有加大振动的趋势。

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而切屑过长会使排屑更困难,离心力将切屑压向孔壁,残留的切屑被挤压到已加工工件表面,就会出现切屑堵塞的风险进而损坏刀具。

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因此,进行内孔车削时,推荐使用带内冷的刀具。这样,切削液将会有效地把切屑排出孔外。

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4

刀具夹持方式的选用

刀具的夹持稳定性和工件的稳固性,在内孔加工中也非常重要,它决定了加工时振动的量级,并决定这种振动是否会加大。刀杆的夹紧单元满足所推荐的长度、表面粗糙度和硬度是非常重要的。

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整体支撑要好于螺钉直接夹紧的刀杆,用螺钉将刀杆夹紧在V型块上较为适合,但不推荐用螺钉直接夹紧圆柱柄刀杆,因为螺钉直接作用在刀杆上会损坏刀杆。

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5

采用特制刀杆减少振动和增加铁屑的有效排除

>阻尼刀杆

这类刀杆一般采用整体硬质合金做刀体,在小孔领域能有效的减少刀具的振动。

阻尼刀杆的特点:

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>抗震刀杆

这一类刀杆一般在刀杆内部有抗震单元,可以有效减少悬伸过长导致的振动。

但是这类从刀具入手的抗震手段,往往价格昂贵,应用场景苛刻,所以我们进行了深入思考,有没有别的手段来实现高质量高效率的内孔车削呢?

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小诸葛的想法

我们传统的思路都是在刀杆,刀片,及他们的一些参数上做文章,但是再强壮的刀杆它跟机床也是分离开的,我大胆的设想了一下,如果在机床上做一只足够强壮的镗杆,我们是否可以获得足够的强度和效率。对此我咨询了一些机床公司的设计人员,很可惜,他们说这种想法固然好,但是在他们现有的体制之下,实现起来很困难。

不过好在上天不负有心人,我还真找到了类似的案例,观众老爷们,我们下期揭晓。


媒体号:机加小诸葛


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