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平底盲孔的数控加工

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摘 要:平底盲孔作为孔类加工的难点,在数控加工中问题更加突出,因为数控机床是严格按照编辑的程序执行,生产过程中没有智能性,不能够灵活的进行改变,且平底孔加工有其特殊性,在生产实践的过程中,必须了解其特点,提高毛坯孔的钻孔精度,采用更加有效的钻孔方法,尽量保证工件尺寸的一致性和稳定性,选用合适的刀具结构和刀具角度参数,选用更加合适的数控编程程序,才能安全有效的进行生产,发挥数控机床的优势,提高生产效率,避免生产中问题的产生。

关键词:平底盲孔 数控加工 钻孔深度

中图分类号:TG52 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0070-01

1 平底盲孔在数控生产加工中存在的问题

数控车在大批量生产中,具有高速、高效、高精度、高可靠性、高稳定性、高一致性的显著特点,因此在生产加工领域应用越来越广泛。但是在深孔加工和平底盲孔加工方面,存在一定的困难。因为,数控车在运行中,是严格按照编程指令进行加工,如果加工过程中,工件毛坯外形出现特殊情况,例如,铸件、锻件外形不规则、浇口,尺寸变化大等现象,特别是内孔加工时,钻孔深度存在误差或者是加工平底盲孔时,加工易震动和产生噪音,或者是切削力不均匀、变化大等方面的影响。普通车床能够根据具体的加工情况,而进行灵活的改变,在特殊情况下可以不使用机械自动进给,而采用手动进给,能够根据手动进给的手感而随时进行调整。而数控车床不能够根据实际加工的情况进行变化,而是严格按照机床内事先编辑的程序,进行加工,如果出现问题的的话,可以调整的有车床转速,进给速度,而进给量和加工走刀路线是不能够变化的,如果强行进行加工,严重时会造成损坏车刀和机床的事故发生,因此孔类零件的加工一直是数控加工的一个难点。

2 造成以上问题的原因

内孔加工较外圆加工而言,由于受到孔径大小的影响,内孔刀的刀杆截面积不可能很大,内孔刀具较外圆刀具的刚性要差,切削用量不能大,容易在加工中出现震动和噪音的现象,且粗糙度不易保证。在加工平底盲孔时,这种情况更加突出,加工盲孔时,由于要车削孔底,因此内孔刀主偏角>90°,一般为92°~95°,副偏角为6°~8°,造成内孔刀刀尖角较小,强度较差;由于孔底需要车平,车刀需要车削至工件内孔中心,则车刀的退刀量更大,刀尖至刀杆外侧的距离要小于内孔孔径的1/2,更加消减了内孔刀的截面积,造成平底盲孔的刚性更差,容易产生崩刃、车刀损坏和加工中让刀的现象。孔类零件在加工时,由于刀具在孔内,且有的孔较深,加工情况不易观察,不能够及时的进行调整;孔类零件的测量较外圆零件测量困难,且测量误差要比外圆大;由于刀杆强度的不足,孔类零件,特别是深孔零件,在加工时容易出现让刀的情况,出现锥孔的现象。因此,平底孔的加工又是孔加工的一个难点。

内孔在车削前,需要钻削底孔,底孔的钻削精度不高,深度控制不够严格,很容易出现钻孔深度不一致的情况,一般使用尾座钻孔时,控制深度公差为-2~0mm。若使用普通标准麻花钻时,底孔为120°锥度,以FANUC系统为例,不论数控程序使用的是G01直线进给,还是用G90内外径切削循环,或者是G71复合循环,对于平底孔,都是采用纵向进给,即平行于主轴方向进给,且起刀点为工件中心,即车床主轴中心,锥形底孔的存在会导致主切削刃尾部或刀杆处擦碰锥面,造成内孔刀扛刀的情况,如果强行进给,则车刀会剧烈发震,伴随有车削噪音,导致加工表面粗糙度差,易崩刃,严重时直接折断车刀,造成设备损坏和人员事故的发生。当使用平底钻或群钻进行钻孔时,虽然没有孔底锥度的情况,加工条件较普通麻花钻要好,但是由于钻孔深度误差的存在,会导致纵向进给至孔底时,由于盲孔车刀主偏角的角度特殊,切削至孔底时,参加工作的切削刃过长,震动加剧且内孔车刀刚性较差,容易发生车刀崩刃情况的发生。

3 加工中改进办法

鉴于以上情况的存在,数控车在加工平底盲孔时,要注意以下几点。首先,在车刀选择上,尽量增加内孔车刀的刀杆直径,增加内孔车刀的刚性,选用较好的刀杆结构;刀柄伸出越长,内孔车刀的刚性越低,容易引起震动,应尽量减小刀柄的伸出长度,刀柄的伸出长度只要略大于孔深即可,一般比被加工孔长3~5mm即可。当加工孔径

4 结语

综上所述,以上方法目的都是尽量避免数控车在加工平底盲孔的过程中,产生的各种问题,只要严格按照上述方法进行加工,就可避免加工中出现的很多问题,使得生产可以顺利进行,从而达到提高生产效率和避免设备和人员伤害的目的。

参考文献

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[2] 杜俊伟.车工工艺学[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3] 刘英超.数控机床编程与操作[M].北京:机械工业出版社,2010.