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1.內桿 2.外桿 3、7.軸承 4.高壓切削液入口 5、6.連接器 8.減振座 9.排屑口 10.月牙槽
圖1 噴吸鉆結構及原理簡圖
圖2 鉆頭示意圖
在孔加工中主要應解決的問題是冷卻潤滑、排屑和導向。高壓切削液在工作循環中起到了潤滑、冷卻和排屑的作用:而導向由鉆頭自身結構特點實現(如圖2),鉆頭采用焊接式硬質合金切削刃,在鉆頭上有一個支撐墊塊和一個導向墊塊,支撐墊塊用來平衡由鉆頭本身不對稱的切削刃產生的徑向力,而導向墊塊則起一個鉆頭自身導向的作用,同時支撐墊塊和導向墊塊還對孔壁起一個修光作用,提高了孔的粗糙度精度。通過以上介紹我們可以看出,噴吸鉆可以實現高速切削,一般切削速度可達100m.min,因此可獲得高的進給速度:孔加工精度可達H7,粗糙度一般可達Ra1.6μm。由于充分的冷卻潤滑可減慢鉆頭的磨損,因此加工大批量孔時也可保持精度的穩定性。
2 我公司孔加工的特點
我公司生產的壓力機,墊板一般長4000~5000mm,寬 2500mm,厚300mm左右,其上有240~260個通孔,精度H7,粗糙度Ra3.2μm。以往是在搖臂鉆床上采用高速鋼鉆頭鉆孔、擴孔和鉸孔,對工人的技術水平要求高,耗費工時長,加工精度不高且不穩定。如采用噴吸鉆技術就可改善這些現象。據我們了解,在世界壓力機制造行業排名首位的德國穆勒·萬加頓公司(MW)就是采用噴吸鉆技術進行墊板孔加工的。據MW專家介紹,噴吸鉆技術在國外早已是成熟技術,他們公司應用該技術加工墊板孔的效果很好。因此,經多次論證,公司決定在墊板孔加工中采用噴吸鉆技術。
3 應用實例
我們采用的是瑞典Sandvik公司的 Ejector系統。根據墊板本身的結構特點,采用立式鉆削方法。能否順利排屑是加工中的關鍵問題,由于沒有經驗可以借鑒,我們進行了試切削以摸索出比較合適的切削參數。首先根據工件材料為45鋼,鉆頭刀片材質為硬質合金,初步選定切削速度v=100m/min,鉆孔直徑D=40.1mm,計算出轉速為
n=1000v/(pD)=800(r/min)
選取每轉進給量f=0.1mm,并據此計算出進給速度為
F=f×n=0.1×800=80(mm/min)
在設定好切削液壓力和流量值后開始進行切削。在切削過程中注意觀察排出的切屑,根據切屑的形狀判斷出切削速度的高低和進給量的大小是否合適,并多次調整機床轉速和進給量,在進給速度提高到F=120mm/min,即f=0.15mm/r時,切屑處于較理想狀態。同時在整個加工過程中,并未出現我們所擔心的切屑排不出來的現象,排屑十分順暢,斷屑效果好,鉆削過程平穩,孔一次加工成形,粗糙度達到了Ra1.6μm,尺寸為?40.10mm。經多次鉆削實驗,孔的尺寸均穩定在?40.10mm,精度保持性相當好。與傳統工藝相比,孔的尺寸精度和粗糙度精度均提高了一個檔次,且生產效率大幅提高,節約工時約 9~10倍。
當然,必須說明的是上述切削參數是在機床能力、刀具和工件材質、切削液種類及壓力等多種條件下確定的。在實際生產中應根據具體情況具體分析,例如改善切削液的品種,就可提高切削速度和進給量,延長刀具壽命,獲得更好的尺寸精度和粗糙度,進一步提高生產效率和產品質量。
顯然,若是加工孔的批量大、周期短、精度要求高,采用噴吸鉆技術無疑是較好的選擇。
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