平底盲孔的數(shù)控加工

杜羽

摘 要：平底盲孔作為孔類加工的難點(diǎn)，在數(shù)控加工中問(wèn)題更加突出，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床是嚴(yán)格按照編輯的程序執(zhí)行，生產(chǎn)過(guò)程中沒有智能性，不能夠靈活的進(jìn)行改變，且平底孔加工有其特殊性，在生產(chǎn)實(shí)踐的過(guò)程中，必須了解其特點(diǎn)，提高毛坯孔的鉆孔精度，采用更加有效的鉆孔方法，盡量保證工件尺寸的一致性和穩(wěn)定性，選用合適的刀具結(jié)構(gòu)和刀具角度參數(shù)，選用更加合適的數(shù)控編程程序，才能安全有效的進(jìn)行生產(chǎn)，發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，提高生產(chǎn)效率，避免生產(chǎn)中問(wèn)題的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：平底盲孔 數(shù)控加工 鉆孔深度

中圖分類號(hào)：TG52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0070-01

1 平底盲孔在數(shù)控生產(chǎn)加工中存在的問(wèn)題

數(shù)控車在大批量生產(chǎn)中，具有高速、高效、高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性、高一致性的顯著特點(diǎn)，因此在生產(chǎn)加工領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是在深孔加工和平底盲孔加工方面，存在一定的困難。因?yàn)?，?shù)控車在運(yùn)行中，是嚴(yán)格按照編程指令進(jìn)行加工，如果加工過(guò)程中，工件毛坯外形出現(xiàn)特殊情況，例如，鑄件、鍛件外形不規(guī)則、澆口，尺寸變化大等現(xiàn)象，特別是內(nèi)孔加工時(shí)，鉆孔深度存在誤差或者是加工平底盲孔時(shí)，加工易震動(dòng)和產(chǎn)生噪音，或者是切削力不均勻、變化大等方面的影響。普通車床能夠根據(jù)具體的加工情況，而進(jìn)行靈活的改變，在特殊情況下可以不使用機(jī)械自動(dòng)進(jìn)給，而采用手動(dòng)進(jìn)給，能夠根據(jù)手動(dòng)進(jìn)給的手感而隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。而數(shù)控車床不能夠根據(jù)實(shí)際加工的情況進(jìn)行變化，而是嚴(yán)格按照機(jī)床內(nèi)事先編輯的程序，進(jìn)行加工，如果出現(xiàn)問(wèn)題的的話，可以調(diào)整的有車床轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度，而進(jìn)給量和加工走刀路線是不能夠變化的，如果強(qiáng)行進(jìn)行加工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成損壞車刀和機(jī)床的事故發(fā)生，因此孔類零件的加工一直是數(shù)控加工的一個(gè)難點(diǎn)。

2 造成以上問(wèn)題的原因

內(nèi)孔加工較外圓加工而言，由于受到孔徑大小的影響，內(nèi)孔刀的刀桿截面積不可能很大，內(nèi)孔刀具較外圓刀具的剛性要差，切削用量不能大，容易在加工中出現(xiàn)震動(dòng)和噪音的現(xiàn)象，且粗糙度不易保證。在加工平底盲孔時(shí)，這種情況更加突出，加工盲孔時(shí)，由于要車削孔底，因此內(nèi)孔刀主偏角>90°，一般為92°～95°，副偏角為6°～8°，造成內(nèi)孔刀刀尖角較小，強(qiáng)度較差；由于孔底需要車平，車刀需要車削至工件內(nèi)孔中心，則車刀的退刀量更大，刀尖至刀桿外側(cè)的距離要小于內(nèi)孔孔徑的1/2，更加消減了內(nèi)孔刀的截面積，造成平底盲孔的剛性更差，容易產(chǎn)生崩刃、車刀損壞和加工中讓刀的現(xiàn)象?？最惲慵诩庸r(shí)，由于刀具在孔內(nèi)，且有的孔較深，加工情況不易觀察，不能夠及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整；孔類零件的測(cè)量較外圓零件測(cè)量困難，且測(cè)量誤差要比外圓大；由于刀桿強(qiáng)度的不足，孔類零件，特別是深孔零件，在加工時(shí)容易出現(xiàn)讓刀的情況，出現(xiàn)錐孔的現(xiàn)象。因此，平底孔的加工又是孔加工的一個(gè)難點(diǎn)。

內(nèi)孔在車削前，需要鉆削底孔，底孔的鉆削精度不高，深度控制不夠嚴(yán)格，很容易出現(xiàn)鉆孔深度不一致的情況，一般使用尾座鉆孔時(shí)，控制深度公差為-2～0mm。若使用普通標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆時(shí)，底孔為120°錐度，以FANUC系統(tǒng)為例，不論數(shù)控程序使用的是G01直線進(jìn)給，還是用G90內(nèi)外徑切削循環(huán)，或者是G71復(fù)合循環(huán)，對(duì)于平底孔，都是采用縱向進(jìn)給，即平行于主軸方向進(jìn)給，且起刀點(diǎn)為工件中心，即車床主軸中心，錐形底孔的存在會(huì)導(dǎo)致主切削刃尾部或刀桿處擦碰錐面，造成內(nèi)孔刀扛刀的情況，如果強(qiáng)行進(jìn)給，則車刀會(huì)劇烈發(fā)震，伴隨有車削噪音，導(dǎo)致加工表面粗糙度差，易崩刃，嚴(yán)重時(shí)直接折斷車刀，造成設(shè)備損壞和人員事故的發(fā)生。當(dāng)使用平底鉆或群鉆進(jìn)行鉆孔時(shí)，雖然沒有孔底錐度的情況，加工條件較普通麻花鉆要好，但是由于鉆孔深度誤差的存在，會(huì)導(dǎo)致縱向進(jìn)給至孔底時(shí)，由于盲孔車刀主偏角的角度特殊，切削至孔底時(shí)，參加工作的切削刃過(guò)長(zhǎng)，震動(dòng)加劇且內(nèi)孔車刀剛性較差，容易發(fā)生車刀崩刃情況的發(fā)生。

3 加工中改進(jìn)辦法

鑒于以上情況的存在，數(shù)控車在加工平底盲孔時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)。首先，在車刀選擇上，盡量增加內(nèi)孔車刀的刀桿直徑，增加內(nèi)孔車刀的剛性，選用較好的刀桿結(jié)構(gòu)；刀柄伸出越長(zhǎng)，內(nèi)孔車刀的剛性越低，容易引起震動(dòng)，應(yīng)盡量減小刀柄的伸出長(zhǎng)度，刀柄的伸出長(zhǎng)度只要略大于孔深即可，一般比被加工孔長(zhǎng)3～5mm即可。當(dāng)加工孔徑<20mm時(shí)，如果條件允許的話，可以選用可轉(zhuǎn)位機(jī)夾內(nèi)孔車刀?？赊D(zhuǎn)位內(nèi)孔刀的刀體材料優(yōu)于普通需刃磨的硬質(zhì)合金車刀刀體，刀桿剛性較好，關(guān)鍵是采用了小刀頭，當(dāng)刃磨小刀頭內(nèi)孔車刀時(shí)，彌補(bǔ)了刀頭部分焊接面積小、粘接性能差的缺陷，改變了刀頭受力情況差，易脫焊的情況，大大增加了內(nèi)孔刀的剛性。其次，內(nèi)孔刀在刃磨時(shí)，在強(qiáng)度允許的情況下，刃磨卷屑槽時(shí)，盡量采用大的前角，力求鋒利，減小切削力。再次，對(duì)于平底孔的加工，如果圖紙沒有專門要求的話，盡量保留底孔中心的錐度部分，錐度部分越大，加工越容易，可以有效的降低加工難度，如果有技術(shù)要求的話，盡量保留中心部分2～4mm的橫刃小坑?？梢越档蛙嚨盾囍林行奶幍谋廊袔茁?。然后，嚴(yán)格控制鉆孔深度，采用一些特殊加工工藝，例如（1）對(duì)工件采用軸向定位，然后尾座位置固定，尾座套筒采用擋鐵限位，來(lái)控制鉆孔深度，鉆孔深度尺寸精度控制在-1.5～-0.2mm內(nèi)。（2）刀架安裝專用鉆套，用數(shù)控編程進(jìn)給控制，或者是普車縱向進(jìn)給大刻度盤，來(lái)控制鉆孔深度。提高鉆孔的深度尺寸精度。盡量保證工件的一致性，在使用底孔工件時(shí)，要對(duì)鉆孔毛坯工件進(jìn)行每件必測(cè)，特別是孔深，絕對(duì)要避免特殊尺寸工件的存在。對(duì)于孔深有差別的工件，要進(jìn)行分類，或者進(jìn)行二次鉆孔修正。分類后，修改數(shù)控車床的加工程序，用以加工特殊尺寸的工件，確保加工中的萬(wàn)無(wú)一失。由于盲孔內(nèi)孔加工中的特殊性，在平底內(nèi)孔的加工中，應(yīng)減少切削用量，首先要降低轉(zhuǎn)速，車內(nèi)孔時(shí)的轉(zhuǎn)速比車外圓時(shí)低10%～20%，其次是減小切削深度，最后根據(jù)實(shí)際加工情況，選用合適的進(jìn)給量。平底盲孔的車削中，內(nèi)孔刀的安裝高度必須與工件的回轉(zhuǎn)中心等高或稍高一些，以保證能將孔底車平。最后，解決內(nèi)孔刀的排屑問(wèn)題。車盲孔時(shí)，為防止切屑堵塞內(nèi)孔，則要求切屑從孔口排出（后排屑），主要采用負(fù)值刃傾角內(nèi)孔車刀。要求切屑呈螺卷狀斷屑，而不能形成帶狀切屑，否則會(huì)纏繞到刀頭、刀柄上，易造成車刀崩刃。所以要求車刀磨有0°～2°的刃傾角，并磨有斷屑槽，以適用于平底孔和臺(tái)階孔的車削。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以上方法目的都是盡量避免數(shù)控車在加工平底盲孔的過(guò)程中，產(chǎn)生的各種問(wèn)題，只要嚴(yán)格按照上述方法進(jìn)行加工，就可避免加工中出現(xiàn)的很多問(wèn)題，使得生產(chǎn)可以順利進(jìn)行，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率和避免設(shè)備和人員傷害的目的。

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