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数控加工中心上孔的加工方法

作者: 浏览:271 来源: 时间:2019-08-08

铣孔比起钻孔在轴向的稳定性好,不受孔径大小的限制,可实现一刀多用,比如可以代替钻孔、扩孔、铰孔、  锪孔等,避免传统孔加工中频繁换刀的问题,同时也避免了钻削中难排屑、层间易分层的现象,是实现高效、低缺陷、高质量制孔的一种有效加工方式。

1        以铣代钻加工孔的重要意义

在传统的孔加工中,一般的孔加工方法是钻中心孔—钻孔—扩孔(铰孔)—镗孔等方式才可满足孔的加工要求,对于在数控加工中心上的多孔加工,这种孔的加工方式势必会降低加工效率,加大劳动强度,提高加工成本,除此之外,由于钻头刚性差,扭矩和轴向力等方面的问题, 在加工过程中也容易出现孔径超差(图 2)、孔壁粗糙、孔位偏移、斜孔、钻头打滑或折断(图 1)等问题,无法保证孔的加工质量。为此,提出在某些孔类如孔径大小不一等场合以铣代钻,以铣代铰的方式进行加工,一定程度上解决了当下孔加工的一些难题,保证了孔的加工质量。

2            数控加工中心上孔加工的策略

针对于钻削加工中存在的问题,提出几点在数控铣 床上孔的加工策略。

2.1         以铣代钻

螺旋铣孔的过程是由主轴的“自转”和主轴绕孔中心“公转”的 2 个运动复合而成,刀具的中心轨迹不再是直线而是螺旋线,加工过程中既有径向进给同时又有轴向进给(图 3),螺旋铣削可以实现斜面、型槽、孔加工等。

2.2         采用螺旋铣孔的优点

(1)螺旋铣孔时,铣刀的侧刃是断续进行切削加工 的,因此降低了刀刃与工件的接触时间,降低了切削区的温度,提高了刀具的使用寿命。

(2)易于排屑,由于使用的刀具直径小于孔径,在切 削过程中可以避免切屑对已加工表面的损伤。

(3)可以实现一把刀具加工不同大小的孔,节省换刀 时间和次数,降低加工准备时间和提高加工效率。

3        插铣代替铰孔

钻削过程之所以出现孔径偏大钻歪等问题,主要是刀具在转动过程中容易出现摆动,钻头的旋转轴线与主轴的旋转轴线之间会偏离一个角度 α,钻头尾部和轴线位置也会发生了变化,这样钻头在进行自转的同时进行公转的过程中产生一个附加角度 △φ,导致钻头几何轴线钻头旋转轴线和主轴旋转轴线不重合而引起的加工误差,致使孔径超差,而在采用铣刀加工方式时,其铣刀的偏离角度 α 和附加角度 △φ 较钻头会降低很多,因此采用插铣式的加工方法一定程度上提高了孔的尺寸公 特别是对于孔径小且表面质量要求高的销孔类,比如加工 φ6 +0.012 的销孔,粗糙度为 1.6 μm,采用先钻后铰的加工方式,铰出来的孔超差+0.003 mm,而改用合金铣刀采用插铣方式进行加工,则公差在可控范围之内

3    交叉孔的加工

从图 4 的钻头受力平衡的角度来分析,当刀具在进行切削过程中,其受力是平衡的:其关系 F1+F4=F8+F10,F5=F6;如果钻交叉孔,在钻第二个孔时钻头因受力不平衡而 出现钻头打滑,导致钻出斜孔,如图 5 所示,若采用以铣代钻的方式进行加工,由于铣刀的切削刃在圆周上,轴向没有出现力不平衡的现象,因此就可以避免打刀、钻出斜孔的问题。

4    结语

铣孔比起钻孔在轴向的稳定性好,不受孔径大小的限制,可实现一刀多用,比如可以代替钻孔、扩孔、铰孔、  锪孔等,避免传统孔加工中频繁换刀的问题,同时也避免了钻削中难排屑、层间易分层的现象,是实现高效、低缺陷、高质量制孔的一种有效加工方式。