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    利用加工中心加工深孔的问题和解决方法

    摘要:孔加工是一种重要的加工方式,约占机械加工作业的三分之一。参与过孔加工的朋友可能都知道,用立式加工中心进行孔加工是最普通的加工方法,而深孔加工由于要求比较高,很多设备都无法满足实际的加工要求。笔者在工厂里,就见到过这样的一个情况:钻孔和扩孔时,冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下,很难输入到切削区,继而导致刀具耐用度降低,排屑非常困难。

    孔加工是一种重要的加工方式,约占机械加工作业的三分之一。参与过孔加工的朋友可能都知道,用立式加工中心进行孔加工是最普通的加工方法,而深孔加工由于要求比较高,很多设备都无法满足实际的加工要求。笔者在工厂里,就见到过这样的一个情况:钻孔和扩孔时,冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下,很难输入到切削区,继而导致刀具耐用度降低,排屑非常困难。

    当你遇到深孔加工难题时,千万别慌,我们必须了解钻孔时在孔的内部所发生的一切,才能找到利用加工中心加工深孔的有效方法。

    在长时间经验积累的基础上,我们找到了解决深孔加工的三个主要问题:排出钻屑且不能损伤工件表面;采用冷却液来保持钻具与工件的冷却效果;以及使加工周期最小化。除此之外,还包括加工精度,重复定位精度及表面粗糙度等因素。通常来说,深孔是由孔的直径与深度的比例来定义的,习惯上将大于等于5:1的认为是深孔加工。深孔加工涉及的领域非常广,越来越受到人们的重视。

    通常来说,利用立式加工中心有两种深孔加工方法。一种采用均分退刀深度来达到最终的深度。另一种是不同的退刀深度,每次的深度逐步递减。首先,退刀排屑并不只限于深孔加工,在每次退刀中,即使只有很小距离,它也能起到折断钻屑的作用,从而排除了钻屑落入孔内的问题。退刀排屑的时间决定了钻屑的长度,去除缠绕在刀具上的钻屑通常被称作“天使的头发”。这些钻屑会令冷却液随着它从孔内排出,使钻头上的热量聚集而引起刀具的过分磨损。这种情况最终会导致刀具彻底损坏。深孔加工与退刀排屑的缺点是花费了太多的时间来完成每个孔的加工。

    在这种方法上,其时间将用在刀具的进刀与快速的退刀,再快速地退回和进刀。以一次退刀排屑的周期所需时间乘以被加工孔数再加上延误的时间。即使每个孔只增加几秒钟,钻孔效率也大大降低了。在工序多的产品加工中,这种低效率会成为生产加工的严重制约。

    另外,切削液一般选用1:100的乳化液或极压乳化液;需要较高加工精度和表面质量或加工韧性材料时,选用极压乳化液或高浓度极压乳化液,切削油的运动黏度通常选用(40℃)10~ 20cm2/s,切削液流速为15~18m/s;加工直径较小时选用黏度低的切削油;要求精度高的深孔加工,可选用切削油配比为40% 极压硫化油+40% 煤油+20%氯化石蜡。


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