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深孔加工技术已在国防工业、石油采掘、航空航天、机床、汽车等行业获得相当广泛的应用,且由于其高效、高精度等优越性,深孔加工技术也在某些零件的浅孔加工中得到应用。近年来,深孔加工技术的发展很快,我国机械制造加工业对深孔加工技术的研究也取得了长足的进步,如将深孔钻削与低频振动切削结合起来形成的深孔振动钻削技术;喷吸钻系统、单管内排屑喷吸钻(SED)系统、枪钻系统、BTA钻削系统、深孔套料钻削系统等也都有相应的研究和创新。我所多年为一直致力于深孔加工技术的研究,在深孔机床和钻、镗削刀具的设计制造方面,在深孔钻削技术的改进和排屑系统方面均作出了较为满意的成果,现仅对内排屑小深孔加工技术的发展和我们所获得的成果介绍如下。 国内外小深孔加工技术的发展现状 据情报检索,目前世界上利用外排屑(如枪钻)深孔钻削技术,可钻削的孔径小到f2mm。而内排屑深孔钻削的孔径很少有小于f16mm的,且多数仍采用传统的BTA钻削系统。由于枪钻结构为不对称形状,质心偏离中轴,这给制造、重磨都带来一定的困难,也使造价增高。 另外,其结构刚度和扭转强度低(同直径的圆形钻杆扭转刚度是枪钻的2.3倍),使其使用的钻削速度降低,进给量小。采用单管内排屑喷吸钻(SED)钻削系统,钻削小深孔直径可小到f3.7mm。我工艺所采用SED技术,进行了孔径(mm)f16、f12、f10、f8、f7.62、f5.7、f3.7的小深孔钻削加工,钻削过程平稳,排屑流畅,孔的尺寸形状精度和孔壁表面粗糙度均能满意,在上述孔径范围内,完全可以替代枪钻对小深孔进行钻削加工。由于其刚度好,可加大进给量和钻削速度,使生产效率、钻孔质量和经济效益均有所提高,显示了一定的技术优势。 小深孔加工技术的难点和对策 深孔钻削加工就有相当的难度,内排屑小深孔钻削的难点就更加突出,主要表现在以下几个方面: 
图1 SED深孔钻削系统 
图2 螺纹联接式深孔刀具 1.排屑困难 内排屑小深孔钻削时的切屑,要经过钻杆内的排屑通道排出,孔径越小,其排屑就越困难。例如,要钻削f8mm的深孔,钻杆外径是f5.2 mm,钻杆内径仅有f4~4.2 mm,而钻杆长一般达500~1500 mm。因此,在钻削过程中,发生堵屑是经常的。为使排屑流畅,钻头切削刃上设计出合理的断屑和分屑台,保证可靠断屑十分重要。但小深孔的进给量很小,实现C形断屑对于某些韧性材料是不可能的,钻屑常常是柔软的小带状,钻削过程中作为冷却和冲刷切屑的切削液压力产生波动或压力下降时,切屑瞬时滞流、折叠而堵塞,进而导致钻刃损坏和钻杆扭断。为彻底解决这一问题,可以从断屑和排屑两方面采取措施。最有效的断屑方法是采用振动断屑技术,能稳定地得到所需要的切削形状。 增加切削液对钻屑的排屑作用力,是SED钻削系统的特点,如图1所示,高压切削液一路进入授油器,润滑冷却钻削区和刀具,并以3MPa~4.5 MPa的压力迫使切屑进入排屑通道,并将切屑推出;另一路切削液进入可调式负压抽屑装置,形成负压,对切屑产生吸力,吸出切屑。切屑在推和吸的双重作用下能顺利排出。实践证明,即使钻屑呈带状,且从钻削开始到加工结束一直保持连绵不断,都能保证排屑流畅顺利。 [1] [2] [3] 下一页 |