深孔加工刀具有哪些特點?

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下面由中國智能機械雲來回答:

深孔加工指長徑比(即孔深L與孔徑d之比)大於5的孔。因此深孔加工刀具最大的特點就是長


深孔刀具分為粗刀,精刀。

粗刀有硬質合金焊接結構的T型深孔粗、半精鏜頭專用刀具和單刃可轉位刀片結構的機夾刀具。


精刀採用硬質合金焊接結構,長度方向可微量調整,刀塊與精鏜頭體之間採用浮動聯接,適用於深孔的精加工。

該刀具選用優質可轉位塗層刀片,具有加工效率高、轉換刀片方便、刀體可長期使用、刀具消耗費用低等多種特點。可加工碳素鋼、高強度合金鋼、不鏽鋼等多種材料。

深孔加工工藝特點:

因為加工的孔較深,因此切削時產生的震動波紋等很容易影響深孔的直線度和表面粗糙度;而也因為孔深,冷卻潤滑液在沒有采用特殊裝置的情況下,難於輸入到切削區,使刀具耐用度降低,而且排屑也困難。此外,也因為孔深,導致切屑排除困難,容易導致切屑堵塞,散熱性能不好,導致刀具耐用度不夠。

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深孔鑽一般有兩種類型,整硬和BTA兩種,(關於整硬後期會更新)

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下面我來說下BTA

BTA的歷史發展

二戰結束以後,英國的維克曼公司、瑞典的卡爾斯德特公司、德國的海勒公司、美國的孔加工協會、法國的現代設備商會聯合組成了深孔加工國際孔加工協會Boring and Trepanning Association簡稱

BTA 協會。該協會對畢斯涅爾加工系統進行了改進,定名為 BTA 系統。後來由瑞典的山特維克公司首先設計出了可轉位深孔鑽及分屑多刃錯齒深孔鑽。

BTA 法存在著切削壓力高,密封困難等缺點,為克服這些不足,1963 年山特維克公司發明了噴吸鑽法。 20 世紀 70 年代中期,由日本冶金股份有限公司研製出 DFDouble Feeder法為單管雙進油裝置,它是把 BTA 法與噴吸鑽法兩者的優點結合起來的一種加工方法,用於生產後得到了令人滿意的結果,目前廣泛應用於中、小直徑內排屑深孔鑽削。

BTA的工作原理

深孔鑽是內排屑深孔鑽的一種典型結構它是在單刃內排屑深孔鑽的基礎上改進而成管板深孔鑽屬於外冷內排屑方式其鑽桿一般是冷拉無縫鋼管制成鑽頭與刀杆採用方牙螺紋相聯接為保證鑽桿與鑽頭的軸線重合在方牙螺紋前端有一段短外圓凸臺與鑽桿內的臺階孔相配合其配合精度一般為 S7 / h7。鑽桿的外圓一般比待加工孔徑小10%在切削時切削液從外面提供高壓力的切削液流經於鑽頭和已加工孔之間的縫隙直接流到加工區域進行冷卻潤滑切削液通過鑽頭和鑽桿內孔流出並帶走切屑鑽柄本身是空的切削液攜帶切屑進行鑽體流經鑽頭內的排屑槽然後排出鑽管。

BTA的結構特點

①刀體上分佈外齒/中心齒/中間齒/導向條/雙面內排屑孔且通過刀體上的多頭方形螺紋與空心鑽桿連接。

②導向條和切削刃稜邊組成三點定圓的

自引導向使鑽頭具有良好的導向性鑽削過程中不易偏斜。

③鑽頭採用三刃齒分佈的結構,主切削刃採用非對稱交錯排列形式可順利分屑並保證鑽頭在鑽入工件和鑽削過程中的平穩性。

④根據各部分結構對耐磨性和強度的要求,刀片材料選擇不同的牌號硬質合金,如鑽芯部分切削速度低切削力大,在切屑擠壓作用下易發生崩刃,可選擇韌性好的硬質合金刀片,鑽頭外緣部分則可選用耐磨性較好的硬質合金刀片。

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BTA的設計特點

1斷屑槽長度L=12-15mm具體數值可根據具體被加工材料性能和切削用量而定。

2三齒中的外齒負刃應有一定長的長度,使其起著導入防振/扶正鑽頭的作用。

3三個齒的負刃應磨出側隙角和側后角,否則切削時會有干涉,不利於加大走刀量兩條導向塊應磨出倒錐。

4鑽頭頂角通常以120°-150°為最佳,減少了軸向力。

5鑽頭上的兩喇叭口用於排屑,喇叭口在圓柱上的部位應儘量前移,以增加排屑油壓,便於排屑。

6根據鑽頭徑向各點不同的切削速度,採用不同的刀片材料(或牌號),並可分別磨出所需要的不同參數的斷屑。

7採取較大頂角,一般為125°-140°,以便於斷屑。

8刀頭尾部通常採用方形螺紋與刀杆連接,另外鑽頭上的好多參數還需要反覆實踐,可以參考各廠家給出的合理切削參數,例如刀具的幾何角度的選擇,前角/后角等,導向塊尺寸幾何角度的選擇,包括長度/高度/寬度/材料/結構形式等。鑽頭上還需要確定排屑孔直徑,出屑口的結構等。(更多技術文章關注公眾號:切削之家)


注意事項:

關於連接方式,一般採用螺紋連接的方式,即鑽頭與鑽桿質檢靠方牙螺紋連接並傳遞扭矩,方牙螺紋的連接有干涉現象。方牙螺紋非標準螺紋,因為方牙螺紋的外徑和外方牙螺紋的內徑尺寸不容易控制,所以不能用方牙螺紋定心,其只能起連接和傳遞扭矩的作用,因此要求螺紋外徑/內徑/牙寬要留有一定的間隙,鑽頭應較輕鬆擰入鑽桿中,互相不能有干涉現象,保證定位圓柱和端面的準確定位,否則鑽頭將發生偏斜都會造成螺紋干涉

,鑽頭旋入鑽桿的困難局面,如果強行旋入,則會造成鑽頭/刀體/鑽桿變形,使鑽頭偏斜,因此在生產加工中應進行嚴格控制,如定位連接尺寸的控制;在檢測過程中使用專用的檢具。

Q:加工中應該注意的問題?

A:

深孔加工是處於封閉或半封閉的狀態下,故不能直接觀察到刀具的切削情況。目前只能憑經驗,通過聽聲音、看切削、觀察機床負荷及壓力錶、觸摸震動等外觀現象來判斷切削過程是否正常。

切削熱不易傳散。一般切削過程中有80%的切削熱被切屑帶走,而深孔鑽削只有40%,刀具佔切削熱的比例較大,擴散遲、易過熱,刀口溫度可達600度,必須採取強制有效的冷卻方式。

切屑不易排出。由於孔深,切屑經過的路線長,容易發生堵塞,造成鑽頭崩刀。因此,切屑的長短和形狀要加以控制,並要進行強制性排屑。

工藝系統剛性差。因受孔徑尺寸限制,孔的長徑比較大,鑽桿細而長,剛性差,易產生震動,鑽孔易走偏,因而支撐導向極為重要。這點在槍鑽機床中更為突出。

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對於深孔加工,個人認為有三個技術難點需要解決,分別為:冷卻、振動和排屑!但凡刀具能解決以上其中一個或多個技術難點的話,那麼該刀具就具備了深孔加工刀具的特點!

比如:冷卻問題

為減少刀具的磨損,減低切削熱,可以想想一下,在深孔加工過程中,如何對刀具進行冷卻呢?大家可以看下下面這個刀具,它就可以很好的解決這個問題!

把切削液內置了,這樣在進行深孔鑽的時候,不就可以解決了嗎!

比如:振動問題

做機械加工的都知道,刀具伸出的長度是有要求的,在滿足加工條件的前提下,儘可能的縮短刀具伸出的長度,儘可能選擇鏜杆較粗的鏜刀。尤其是在加工又細又深的孔時,容易振動,這樣刀具的剛性就成為一個很大的問題,為了解決這個問題,市面上有這樣的減振刀具!刀柄粗些,最主要的刀具鏜刀杆內有減振裝置!如下圖所示!

比如:排屑

在深孔內,如何排屑,也是一個大問題,這裡我個人接觸的更多的是如何通過程序把刀具定時退出以便把切屑也排除,還有精確控制切屑的形狀,通過切削液排出等!對於這一點,本人水平有限,希望大家發表一下個人的觀點!


數控張老師


在機械加工中通常把孔深與孔徑之比大於6的孔稱為深孔,深孔鑽削時散熱和排屑困難,且因鑽桿細長而剛性差易產生彎曲和振動,一般都要藉助壓力冷卻系統解決冷卻和排屑問題。鈦浩機械是以迴轉頂尖、絲槓、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打產品,孔加工刀具可分為鑽孔刀具、鏜孔刀具、擴孔刀具和鉸孔刀具。

深孔加工刀具有哪些特點:

1、鑽孔刀具較多,主要有普通麻花鑽、可轉位淺孔鑽以及扁鑽。用加工中心鑽孔通常都會採用普通麻花鑽,普通麻花鑽主要由工作部分和柄部組成的,刀具柄部分為直柄和錐柄兩種:直柄工具的刀柄主要是彈簧夾頭刀柄,其具有自動定心、自動消除偏擺的優點,所以小規格的刀具最好選用該類型。

而工作部分包括切削部分和導向部分,麻花鑽的導向部位起導向、修光排屑和輸送切削液作用。麻花鑽一般用於精度較低孔的粗加工,由於加工中心所用夾具沒有鑽套定心導向,鑽頭在高速旋轉切削時容易會發生偏擺運動,而且鑽頭的橫刃長,所以在鑽孔時要用中心鑽打中心孔用以引正鑽頭。

2、鏜削的主要特點是獲得精確的孔的位置尺寸,得到高精度的圓度、圓柱度和表面粗糙度。所以對精度較高的孔可用鏜刀來保證。鈦浩機械是以迴轉頂尖、絲槓、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打產品,鏜刀按切削刃數量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀,鏜削通孔、盲孔、階梯孔可採用單刃鏜刀來完成;加工大直徑孔時,可採用雙刃鏜刀。另外,還有一種微調鏜刀,在加工中心上目前較多地選用微調鏜刀進行孔的精鏜,這種鏜刀調節方便且精度高。

3、加工中心多采用擴孔鑽進行擴孔,也有用擴孔刀進行擴孔的。比如擴孔直徑較小時可選用直柄式擴孔刀,擴孔直徑中等時可選用錐柄式擴孔刀,擴孔直徑大時可用套式擴孔刀。另外,還可用鍵槽銑刀或者立銑刀進行擴孔,它比用普通擴孔鑽進行可控的加工精度要高。

因為立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃,可以同時進行切削,也可單獨進行切削,且加工中心的刀具既能軸向進給,也可以像臥式銑床那樣做橫向進給。因此在加工中心上用螺旋插補指令採用立銑刀擴孔,只選用一把刀具就可完成多個不同孔徑的加工。

4、鉸孔一般在加工的最後階段,大部分用於直徑小的精加工。因為鉸孔的齒數多、導向好、容屑槽淺、剛性好,加工後孔的尺寸精度高。普通標準鉸刀有直柄、錐柄和套式三種,加工時可根據需要選擇。

鈦浩機械是以機床主軸、迴轉頂針、絲槓絲桿、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打產品,品質保障,值得信賴!


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孔加工深度與直徑之比L/D>5,在長徑比L/D=5-10時候仍可用一般深孔麻花鑽,當L/D≥20的時候就必須用專用深孔刀具。但是,深度與直徑的比越大,深孔加工的難度也就越大,鐵屑排出和冷卻液流量的選擇等一系列問題也會隨之產生。

槍鑽的特點是一次加工就具備良好的精度和表面粗糙度低。槍鑽比較適合小直徑孔的加工,通常情況下,直徑小於20mm的孔,用於槍鑽加工時比較妥當的。最有利的是,它可使鐵屑順利排出。





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