| 珠兒 |
2008-10-22 10:37 |
孔加工技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向介紹
在零部件加工方面，孔加工所占的比例依然很高，有關(guān)高效率、高精度孔加工的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向也備受大家關(guān)注。近期，由于孔加工技術(shù)和產(chǎn)品的快速發(fā)展，使涂層硬質(zhì)合金鉆頭、鉸刀等孔加工刀具的使用量大幅度增加。 W=n
Hi\jLV
}Os7 [4 RW
涂層硬質(zhì)合金鉆頭的切削刃形狀已得到優(yōu)化，旨在提高其加工性能。例如，在鉆頭的頂角、橫刃的修磨、采用直柄（與立銑刀桿同一直徑）等方面都進(jìn)行了完善的考慮。 M pz9}[`3g
s`]SK^j0
采用鉸刀進(jìn)行孔的精加工、采用螺紋立銑刀進(jìn)行螺紋孔的加工等方面，同樣朝著提高加工速度和精度的方向發(fā)展，使刀具產(chǎn)品和加工方式呈現(xiàn)出多樣化。 }JUc!cH8z
!xU\s'I+#
本文將介紹孔加工技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向。 530Kk<%^}8
sr<\fW
高速、高精度鉆削加工 =6qSo
@
0OtUb:8LX
過(guò)去，鉆孔加工主要采用高速鋼鉆頭，鉆削加工技術(shù)也一直沒(méi)有太大變化。 Izfq`zS+\s
h6 :|RGF
但是，隨著涂層硬質(zhì)合金鉆頭的使用不斷增加，出現(xiàn)了鉆削加工高速化、高精度化的趨勢(shì)，而且考慮到環(huán)保要求，引入了干式切削、半干式切削等技術(shù)�？准庸さ男掳l(fā)展主要表現(xiàn)為：①涂層硬質(zhì)合金鉆頭能以超過(guò)60m/min的切削速度進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)了平均只需幾秒鐘即可加工一個(gè)孔的高速鉆孔；②開(kāi)發(fā)了用于鉆削高硬度鋼的鉆頭，使鉆削加工60HRC左右的高硬度鋼成為現(xiàn)實(shí)；③干式、半干式鉆削加工孔深達(dá)鉆頭直徑約20倍的深孔已有加工應(yīng)用；④鉆頭外側(cè)切削刃的R形設(shè)計(jì)可有效防止在孔的出、入口部位產(chǎn)生毛刺，并可改善孔內(nèi)壁表面粗糙度。 ?uF3Q)rCk
{{ 1qk G9$
鉆頭切削刃形狀增加了平面形狀的第3個(gè)后刀面，使橫刃部分很薄，減少了鉆削時(shí)的軸向力。 Z 3X9-_g
+}f}!h;
盡管減小切削刃部分所受切削力的目標(biāo)一致，但不同生產(chǎn)廠商的鉆頭切削刃形狀各具特色，呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。 #1'p?%K.
Lr "V
（作者：黃寧秋 譯 來(lái)源：《工具展望》） @G|z _
LO%OH
u}]
另一方面，對(duì)于像模具零部件這種鉆孔加工較少的情況，追求的是合理地進(jìn)行孔加工，除采用鉆頭等孔加工專(zhuān)用刀具外，還采用了立銑刀，按照螺旋線或環(huán)形走刀方式進(jìn)行銑孔加工，從而減少了加工不同規(guī)格孔時(shí)所需的刀具數(shù)量。 % ^u
e
}C
J K9*Z
關(guān)注度不斷提高的微小孔切削加工技術(shù) 4`?WdCW8
ABq#I'H#@2
在電子（包括數(shù)字家電、數(shù)碼相機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域）、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，對(duì)于許多有望在世界范圍得到發(fā)展的產(chǎn)品，要求在其微型結(jié)構(gòu)上進(jìn)行微小孔加工時(shí)既要達(dá)到高精度，又要實(shí)現(xiàn)高效率。最近出現(xiàn)了能夠?qū)ξ⑿】走M(jìn)行高速、高精加工的小型高速加工中心，使鉆頭微型化趨勢(shì)不斷強(qiáng)化。 @[TSJi
8'Q&F W3"
另一方面，微小孔加工技術(shù)已涉及到切削、放電、激光、電子束以及沖壓等領(lǐng)域，因此需要選擇最適當(dāng)?shù)募庸し椒�。在這些加工方法中，能夠很好地適應(yīng)產(chǎn)品數(shù)量、孔加工模式、加工精度等變化的加工方法仍然是切削加工，現(xiàn)在其使用范圍也最為廣泛。 GCxmqoQ
E8aD[j[w
進(jìn)行微小孔鉆削時(shí)，能夠達(dá)到的最小孔徑是由所能制造的鉆頭直徑?jīng)Q定的。據(jù)數(shù)家公司介紹，現(xiàn)在微型鉆頭的直徑可達(dá)到10～20µm。 ]-OF3+l4
^jk -GRD*
鉆削微小徑孔時(shí)，切削參數(shù)的設(shè)定因鉆頭材質(zhì)而有所不同。硬質(zhì)合金及涂層硬質(zhì)合金鉆頭因基體材質(zhì)的彈性模量（楊氏模量）較高，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因離心力引起的鉆頭刀刃前端振動(dòng)很小，因此可采用該刀具材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)切削速度的高轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行鉆削。而燒結(jié)金剛石鉆頭則可按最高切削條件進(jìn)行鉆削，由于它具有優(yōu)良的抗粘結(jié)性，因此可實(shí)現(xiàn)高精度、長(zhǎng)壽命加工。
Q 6r
7v`~;}5
在一件產(chǎn)品上鉆削數(shù)百個(gè)乃至數(shù)千個(gè)微小孔的情況也很多，此時(shí)需要考慮發(fā)生孔徑擴(kuò)大、彎曲和孔距精度要求等因素。采用圖4所示的導(dǎo)向孔或中心孔，可防止鉆頭前端發(fā)生振動(dòng)。進(jìn)行適量反向進(jìn)給，能夠確保排出切屑，有效防止鉆削故障。 y@ c[S;
@Fb
2c0?Y
另一方面，適用于微小孔加工用的加工中心具有高速回轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小、能實(shí)現(xiàn)高精度平穩(wěn)定位的特點(diǎn)，并具有良好的動(dòng)態(tài)特性。 K[q-[q#yc
#V@vz#bo=
近年來(lái)，必須使用微鉆加工的工件材料從高硬度鋼、不銹鋼、銅合金、鈦合金到陶瓷，涉及范圍十分廣泛，設(shè)定的最佳切削條件也隨之變化。 tSTl#xy
yp TH=]y
鉆頭切削時(shí)需要使用冷卻液。例如，鉆削不銹鋼時(shí)需要向切削刃供給潤(rùn)滑性能高的切削液；而像陶瓷一類(lèi)的材料會(huì)產(chǎn)生粉末狀切屑，只有使用水溶性切削液才能有效排出碎屑。所以，應(yīng)針對(duì)不同的被加工材質(zhì)選用相應(yīng)的切削液。 <4"Bb_U
f!B\X*|
為使微小直徑鉆頭以最佳切削速度進(jìn)行鉆削，加工中心主軸應(yīng)具備高速旋轉(zhuǎn)功能，高速加工中心的最高主軸轉(zhuǎn)數(shù)約為每分鐘3～5萬(wàn)轉(zhuǎn)。 T^2 o' _:
c
<X( S
控制微鉆的刀刃形狀和柄部振擺對(duì)于提高孔加工精度、延長(zhǎng)刀具使用壽命行之有效，因此高精度的鉆頭刃磨必不可少，即必須具備能實(shí)現(xiàn)1µm進(jìn)給量的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、高振擺精度的砂輪主軸的高精度工具磨床，以及高水平的刀具磨削技術(shù)和高精度檢測(cè)系統(tǒng)。 ERfSJ
5^N` ~
用于高速、高精度鉆削的鉆夾工具系統(tǒng) ?oU5H
8HWEObRY
與稱(chēng)為鉆夾頭的三爪式夾頭相比，使用更廣泛的鉆夾工具系統(tǒng)是具有高剛性、高振擺精度的彈簧夾頭系統(tǒng)。 NLev(B:OQH
C]k rJse@
插入式彈簧夾頭系統(tǒng)具有可夾持鉆頭直徑范圍廣、夾持剛性好、夾持精度高等優(yōu)良性能。近年來(lái)，為了提高夾持速度和精度，熱裝式夾持系統(tǒng)日益受到關(guān)注，它非常適合用于夾持轉(zhuǎn)速達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)的微小直徑鉆頭。 2=n,{rkmj%
#*+$o<Q]9
孔的高速、高精度精加工及螺孔切削
&/)To
=BeJ.8$@VC
使用最多的孔的精加工刀具仍然是鉸刀、鏜刀等，但也可以使用立銑刀按螺旋線或環(huán)形走刀方式進(jìn)行精密銑孔加工。可采用涂層硬質(zhì)合金、CBN等材質(zhì)制造具有可調(diào)切削刃尺寸功能的鏜孔刀具，以提高切削速度及刀具壽命。 sGGi7 %
1 @q"rPE^
對(duì)于螺孔加工，由于采用了螺紋立銑刀和螺旋插補(bǔ)加工技術(shù)，使高速、高精度螺紋切削得以實(shí)現(xiàn)。用于M3左右小直徑螺紋加工用立銑刀已經(jīng)面市，對(duì)更小直徑螺孔加工技術(shù)的研究也正在進(jìn)行。 yDi'@Z9R?
u/`
t+-A
用于高速鉆孔的加工中心 uAV-wc
pH396GFIW
高速、高精度孔加工在要求鉆頭實(shí)現(xiàn)高速切削的同時(shí)，也要求縮短鉆頭移動(dòng)的時(shí)間，這對(duì)于數(shù)百個(gè)以上的多孔加工是不可回避的問(wèn)題。 p7,dl *'
J+qcA}
以上簡(jiǎn)要介紹了近年來(lái)孔加工技術(shù)的發(fā)展，雖然仍然采用傳統(tǒng)的切削加工方法，但在刀具、裝夾系統(tǒng)、機(jī)床、使用技術(shù)等加工體系的各個(gè)環(huán)節(jié)都已取得了切實(shí)進(jìn)展。 w2V:g$~,
/)V8X# ,
為了改革制造業(yè)，在促進(jìn)高附加值生產(chǎn)中，孔加工是不可或缺的加工技術(shù)，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量、成本等都具有很大影響。近年來(lái)，伴隨著產(chǎn)品的小型化和高性能化，對(duì)微細(xì)形狀、微小直徑加工技術(shù)的需求也有所增加。另一方面，可采用微徑鉆頭加工微孔的小型數(shù)控加工中心的出現(xiàn)、涂層硬質(zhì)合金等高性能刀具材料的應(yīng)用以及高剛性高速鉆頭的出現(xiàn)，標(biāo)志著我們已經(jīng)迎來(lái)了真正意義上的微小孔加工時(shí)代。 .R&jRtb/ E
2-rfFqpe
然而，在技術(shù)飛速發(fā)展的今天，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和完善提高涵蓋加工中心、刀具、裝夾系統(tǒng)、加工條件等的數(shù)據(jù)庫(kù)、生成NC程序的CAM系統(tǒng)、工具管理等為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的孔加工而構(gòu)筑的整個(gè)加工體系，是生產(chǎn)技術(shù)人員面臨的重要課題。
|
|