精密模具钻孔加工知识大全

精密模具钻孔加工知识大全

在模具,机械加工中,孔加工约占其加工总量的1/3 。孔加工是半封闭式切削 ,排屑、热量传散、切削液冷却都困难,特别孔深加工难度更大。

孔的定义与分类,国家标准GB1800—1979的规定:孔主要指圆柱形的内表面。孔通如下方法分类:
机械孔加工技术知多少:
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1)形状分。有圆柱孔、圆锥孔、鼓形孔、多边形孔、花键孔和其它异形孔以及特形孔(如弯曲孔)等。其中,以圆柱孔使用最为广泛。
2)形态分。有通孔及盲孔(不通孔);深孔(指孔的深度L与孔径D之比超过5的孔,L/D简称深径比或长径比;L/D=5~20属一般深孔,L/D﹥20~30属中等深孔,L/D﹥30~100称为特殊深孔)及浅孔。
3)孔径的大小分。有大孔(D﹥100mm)、普通孔(D=10~100mm)、小孔(D=1~10mm)和微孔(D<1mm的孔)。
4)加工机理分。有机械加工、特种加工、机电复合加工等。尽管特种加工方法较多,由于设备比较昂贵和加工效率不高等原因,所以传统的机械加工仍将是孔加工的主要手段。
5)按加工精度分。有粗孔(如钻孔和粗镗后的孔)、半精孔(如扩孔、粗铰、半精镗的孔)和精密孔(如精铰、精拉、精磨、珩磨、研磨后的孔)等。精密孔通常是指公差等级在IT7~IT6级以上,表面粗糙度Ra﹤ 0.8~0.4m的孔,它的几何形状精度(如圆度、圆柱度、轴线直线度等)一般规定在其尺寸公差带的1/2~1/3范围内。随着航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、家电、能源、模具、液压、机床及精密机械等装备制造业的迅速发展和产品的更新换代,精密孔的应用日益增多。
例如液压系统中广泛使用的各种阀孔、高压油缸筒都是一些典型的精密孔。孔加工由于其自身的特点,加工难度较大,而精密孔加工的难度更大。孔加工的特点:孔加工是一种比较复杂的工艺过程,加工时必须妥善解决排屑、冷却润滑和导向等问题。
孔加工应用的面广量大,其加工质量会直接影响产品的使用和寿命。孔加工的切削机理复杂、刀具种类繁多、加工难度较大。
在机械产品零件中,对孔的精度和表面粗糙度要求日益提高,而精密孔的加工常常成为生产关键,解决孔加工技术应研究加工时所采用的机床设备和刀具(所谓硬件),还要研究如何使用好这些装备的应用技术(所谓软件)。
国内不少工厂已把计算机技术分析用于生产中,开展基础理论的研究,对大孔、小孔、微孔、精密孔和难加工材料孔加工技术的研究工作,适应技术进步和生产发展的需要。为了提高孔加工的经济效益,大力推广一批生产上行之有效的先进刀具,机夹硬质合金可转位刀具、硬质合金单刃镗铰刀、精密金刚石或立方氮化硼铰刀、滚压刀等和新工艺,液压用的阀板孔用钻-镗铰-金刚石或立方氮化硼铰刀替代传统的钻-镗或扩-铰或磨-研磨或珩磨或镜面滚压加工精密阀孔的新工艺。
所谓镗孔加工就是指将工件上原有的孔进行扩大或精化。它的特征是修正下孔的偏心、获得精确的孔的位置,取得高精度的圆度、圆柱度和表面光洁度。所以,镗孔加工作为一种高精度加工法往往被使用在最后的工序上。例如,各种机器的轴承孔以及各种发动机的箱体、箱盖的加工等。

和其它机械加工相比,镗孔加工是属一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片(或刀片座)要加工出象H7、H6这样的微米级的
孔。随着小型数控立式深孔机床的普及,现在的镗孔加工只需进行编程、按扭操作等。正因为这样,就需要有更简单、更方便、更精密的刀具来保证产品的质量。这里主要从工具技术的角度来分析小型数控加工中心的镗孔加工。

小型数控立式深孔机床的特点:
颤振镗孔加工时最常出现的、也是最令人头疼问题是颤振。在小型立式深孔钻机床发生颤振的原因主要有以下几点
①工具系统的刚性:包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时,工具系统的刚性尤为重要。
②工具系统的动平衡:相对于工具系统的转动轴心,工具自身如有一不平衡质量,在转动时因不平衡的离心力的作用而导致
颤振的发生。特别是在高速加工时工具的动平衡性所产生影响很大。
③工件自身或工件的固定刚性:象一些较小、较薄的部件由于其自身的刚性不足,或由于工件形状等原因无法使用合理的治具进行充分的固定。
④刀片的刀尖形状:刀片的前角、逃角、刀尖半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也不同。
⑤切削条件:包括切削速度、进给、进刀量以及给油方式及种类等。
⑥机器的主轴系统等:机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能以及主轴和刀柄之间的连接刚性。

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