孔加工技术发展动向
中英文文献翻译-孔加工技术发展动向

附录Hole processing technological development trend In the machine parts processing work, the hole processing accounts for the proportion quite in a big way, with high speed vi state similar is high speed, the high accuracy drills truncates the processing to propose the agenda, the high efficiency hole processing regarding urges the spare part rationalization of production is the indispensable important technological process. In recent years, the spare part production mostly used take the CNC engine bed as the central production shape, when carried on the hole processing, also mostly used the processing center, the CNC electrical finishing tool and so on the advanced equipment. Regardless of which domain hole processing, the realization high accuracy and is high speed all is obtains the user order form the important competition method.The high speed hole processing uses the processing center (MC) conditionThe realization hole processing high speed precondition is must use the high speed processing center, but the engine bed is high speed must satisfy the following condition.1. Provides high speed rotates the main axleThe drill bit and the end mill equally have the central tooth, because nearby the central tooth has one kind of circumferential velociy, therefore, cutting speed to high speed development time, the main axle rotational speed also must realize high speed. Specially when use minor diameter drill bit, the main axle is high speed is essential. From now on, along with the hole processing high speed progress, estimated the rotational speed will reach 30,000 ~ 100000r/min the main axle demand unceasingly to increase. At the same time, because achieved the stipulation the high speed rotation needs the time to be very short as well as to request Z the main axle swinging radius to be supposed to control to (drill bit direction of cut) in the most mild degree, therefore, the high speed main axle disposition is the realization high speed high accuracy hole processes the essential condition.2. May move partially has Moved quickly the functionThe main axle and the work table and so on may move partially should reduce the weight as far as possible, realizes the movement quickly to melt, this also carries on the condition which the high speed hole processing must have. 1 hole process period only needs several seconds, therefore, must reduce between hole and hole the tool time of travel, thisrealizes the high efficiency cutting key question, solves this question way first namely for to be possible to move the part the movement to have to be nimble quickly. For example, even if has achieved the high accuracy pointing accuracy, but like the engine bed may move the partial movements insufficiently keen quickly, also is impossible the realization high speed hole processing request which satisfies the current user to propose. Usually is (the G value) judges the engine bed with the acceleration characteristic to be possible to move the partial quick performance, when G=0.8 ~ 1.5, may judge this engine bed for to have the highly quick performance the processing center.3.The work table and the engine bed overall area proportion should be smallerMove quickly as the processing center users, they hope workstations and workstations outside of the space occupied by some as possible. Particularly Kong processing these costs are higher and lower value-added processing area, the best use of that structure tight processing center. If Japan's high-speed physical-chemical testing of CNC milling machine Institute, the scope for 300mm2 processing, machine tools identity covering 950mm2, machine tools covering about three times the size of her biggest chain, the whole structure rather tight. 45000r/min rotational speed for the main axis milling machine, a high-speed machines can. XY axis orientation for mobile structure (workstations only Z axis movement), its acceleration characteristics value G=1.5 that the quick action of a machine tool functions.4. The main axle may directly supply the refrigerantIn drills truncates in the process, processes L/D (bits Kong diameter and deep over) to have specially to pay attention to the row of filings question in 5 above hole, best selects the belt for the oil hole drill bit, in order to carries on the stable processing. Uses by the main axle center supplies refrigerant way, regarding replaces the clamping apparatus the locking bolt then is more convenient.5. Has the hole processing to insert with the CNC tool makes up the functionThe CNC cutting characteristic lies in may carry on the inspection tool path the reasonable processing, when carries on the CNC machining to the hole, may use the spiral cutting, high walk knives,to cuts and so on the tool inserts makes up the way, has these functions the CNC control system to be possible to perform in the hole processing to apply.孔加工技术发展动向在机械零件加工作业中,孔加工所占比例相当大,与高速铣削相类似的高速、高精度钻削加工已提上议事日程,高效率孔加工对于促使零部件生产合理化是不可或缺的重要工艺过程。
微小孔加工技术现状及发展趋势

两大类 : 即机 械加 工方 法 与特 种 加 工 方法 。机 械 加 工方法 包括 钻 、 、 冲 磨等 , 特种 加工 方法包 括 电火 花 、 超声 、 光 、 激 电解 、 电子 柬 等 。本文 分 别介 绍 这两 类
加工方 法 的发展 现状与发 展趋 势 。
钻头 折断 , 提高钻 头寿 命及 钻孔 精度 , 常使 用钻套 常
所需 的零件尺寸及形状 , 是一 种历史悠久 的传统 加工
料、 涂层 技术 等都 使 得微 小 孔 加 工 钻 头 的寿 命 以及
使 用性 能得 到 了提高 , 品化 的钻 头 的直 径 也越 来 商 越小, 日本住 友 电工公 司推 出的一 种 MD S型硬 质 S
合 金钻 头 , 小直 径 仅为 3 m, 大 加 工 深度 为 最 O 最 2 D=6 m; 公司还 生产 一种 O 2mm 硬 质合金 0 该 .
照加 工方法 的原 理 不 同 , 将 微 小孔 加 工 方 法分 为 可
部件 以及 更先进 的进 给机 构 , 以制 造体 积更小 、 可 效 率更 高 的微小 孔 钻 削加 工 设 备 。此外 , 随着 气 浮 轴
承 、 浮轴 承等 技术 的出 现 , 磁 使得 主轴 回转 精度 进一 步提 高 。例如 , 日本 N K 公 司生 产 的 精 密主 轴 , S 其 回转 精度 可达 到 2 m。在工 艺 发展 , 径 小 于 1mm 科 直 的微小孔 已 经广 泛 地 出 现在 我 们 生 活 中 的 各 个 领 域 , 到航空 、 天 、 大 航 军事等 方 面的尖 端零件 , 到电 小 路板、 喷丝板 、 模型 、 喷油 嘴 、 具 、 模 医疗 卫生 用具 、 钟
表 等 民用 零件 , 微小 孔可谓 无处 不在 。另一 方面 , 微 小 孔加工 是孔加 工 中最为 困难 的加工 工艺之 一 。首 先, 由于 孔径极 小 , 以微 小孔加 工几 乎全部 为长 径 所
复合材料孔加工技术的新进展

山特维克可乐满在不断发展的复合材料领域,加工面临着新的挑战。
从根本上而言,这些材料并非难以加工。
目前的挑战在于更为高效、安全地加工出符合更高质量要求的孔,尤其是加工带有金属叠板材料的复合材料。
这就要求开发出更为优异的刀具解决方案来应对不断提升的需求。
同时,由于在复合材料不同工艺装备的加工领域,孔加工居于主导地位,因而钻头正在经历一次切削刀具技术的全面变革。
刀具的发展正日益成为复合材料加工行业的关注要素。
基于复材本身特性的制造缺陷,钻削CFRP 复合材料会涉及分层和劈裂等问题。
此外,如果用同一支刀具在各种航空结构件中的复材和金属叠板(如铝合金或钛合金)上制孔时,就需要选择专注于具体应用的解决方案,这一点非常重要。
如此一来,刀具也就必须应对完全不同的工况、迥然不同的材料加工性能、切屑成形以及排屑。
CFRP 和CFRP/金属叠板零件上需要加工的部位通常少于传统金以碳纤维增强塑料(CFRP)为主体的复合材料的应用愈发普遍,涵盖了航空航天业以及其他行业,尤其是汽车工业和国防工业。
与铝合金相比,不难看出复合材料倍受青睐的原因所在:碳纤维增强塑料(CFRP)的抗拉强度通常较铝合金高14倍以上,而其热膨胀系数还不到铝材的1/19;此外其刚度可高出5倍以上,而重量仅为铝合金的1/2。
空中客车A380飞机采用了25%的高级复合材料,而新的波音787梦之翼客机使用复合材料的比重高达50%。
甚至是现代军用飞机(比如美国的F-22)也采用复合材料,其结构至少1/3采用复合材料制造;预计将来会上升到2/3。
复合材料机翼,包括翼梁、桁条和蒙皮等这样的结构件,通常由各种不同成分的碳纤维复合材料构成。
其他要求苛刻的结构(例如中央翼盒),由几种复合材料构成,通常还覆以铝合金和钛合金叠层。
这些复材部件上存在着大量紧固件的孔需要加工,由于紧固件孔的制造品质直接关乎产品的安全性,因而相关孔加工属零件,但由于其材料加工性能的特殊性,对产品品质要求更为苛刻。
国内外孔加工刀具发展概况研究

国内外孔加工刀具发展概况研究0.概述孔加工在金属切削加工中占有重要地位, 一般约占机械加工量的1/3。
其中钻孔约占22%~25%, 其余孔加工约占11%~13%。
我国1990年孔加工刀具的产量约占刀具产品总产量的71.38%, 产值约占刀具产品总产值的45.52%。
由于孔加工条件苛刻的缘故, 孔加工刀具的技术发展要比车、铣类刀具迟缓一些, 许多机械加工部门至今仍采用高速钢麻花钻。
近些年来, 随着中、小批量生产越来越规定生产的高效率、自动化以及加工中心的奔腾发展与普及, 也促进了孔加工刀具技术有所发展。
'86中国七类刀具内部构成'85日本七类刀具内部构成图1中日七类刀具产值内部构成1.高速钢孔加工刀具高速钢孔加工刀具仍是孔加工刀具中的重要部分。
据原民主德国85年的记录资料, 高速钢钻镗削刀具的产值占所有钻镗削刀具产值的79.8%, 而硬质合金钻镗削刀具占20%, 陶瓷刀具和超硬材料刀具各占0.1%。
图2日本高速钢刀具产值图示1.1高速钢麻花钻高速钢麻花钻至今仍是金属切削刀具中使用量最大的刀具之一。
例如, 在德国机械加工中每年约消耗5000万支麻花钻, 这些麻花钻的直径绝大部分为φ6~14mm。
而我国的高速钢麻花钻年产量已达成3亿支, 年产值约占刀具产品年总产值的36%。
高速钢麻花钻在生产中已应用了几十年, 其基本形状没有改变。
麻花钻在钻削过程中存在的问题是:主切削刃上各点处前角值相差十分悬殊;横刃长, 轴向力大;钻头各处切削速度不同;刃带后角为零与孔壁产生摩擦, 加快磨损等。
为此, 必须针对这些问题改善, 但彻底消除是困难的。
从目前情况看, 重要改善有:1.1.1加大螺旋角为了能适应被切削材料的特性和高效率生产线的节拍, 一些新设计的麻花钻选用较高的切削速度(40~50m/min)。
加大螺旋角的抛物线型麻花钻(美国Bendix称为抛物线钻, 英国Dormer称为螺杆式钻头, 德国Guehring称为GT钻, 我国上海工具厂、江西量具刃具厂等也称为抛物线钻)正是适应了这样的需要。
钻孔发展趋势

钻孔发展趋势钻孔技术是一项关键的工程技术,广泛应用于建筑、矿山、水利以及其他土木工程领域。
随着科学技术的不断发展,钻孔技术也在不断进步和创新。
以下是钻孔发展趋势的相关讨论。
首先,自动化技术在钻孔过程中的应用越来越广泛。
传统的钻孔过程需要大量的人工干预,不仅浪费人力资源,而且存在一定的安全隐患。
而如今,随着自动化技术的迅速发展,越来越多的钻孔设备实现了自动化操作。
例如,现在市场上已经有一些全自动钻孔机,可以实现定位、钻孔、回转等一系列操作,大大提高了工作效率和质量。
其次,新型钻孔材料和装备的应用也成为了钻孔发展的重要方向。
传统的钻孔材料如钻头、损坏环等存在耐用性低、易损坏等缺点,且在一些特殊地质条件下使用效果不佳。
然而,通过对新材料的研发和应用,已经有了一些新型钻孔材料,如金刚石和合成钻石等,具有硬度高、耐磨性好等优点,可以在复杂的地质条件下更好地应对。
同时,新型装备如电动钻机、液位钻机等的出现,也进一步提高了钻孔的效率和质量。
此外,钻孔技术的环保性也成为了发展的一个重要方向。
过去,钻孔过程中产生的大量异味、粉尘等污染物对环境和人体健康造成了一定的影响。
但是,现在,一些高科技技术开始应用于钻孔过程,如空气净化技术、废气处理技术等,可以有效地减少钻孔过程中的污染物排放,保护环境和工人的健康。
最后,智能化技术正在成为钻孔发展的一种新趋势。
随着人工智能技术的迅速发展,越来越多的钻孔设备开始集成人工智能技术,实现智能化控制和数据分析。
通过智能化技术,钻孔设备可以自主学习和优化操作,减少出错率和人为干预,提高工作效率和安全性。
此外,智能化技术还可以实现实时监测和预警功能,及时发现并解决钻孔过程中的问题,降低事故风险。
综上所述,钻孔技术正朝着自动化、新材料与装备应用、环保性和智能化等方向不断发展。
这些发展趋势的出现,不仅加快了钻孔过程的速度和质量,也保护了环境、提高了安全性。
相信在不久的将来,钻孔技术将继续取得更大的突破,为各个行业的发展提供更好的支持。
打孔加工中的成长战略技术

打孔加工中的成长战略技术打孔加工是现代制造业中重要的工艺之一,同时也是高技术含量的制造领域。
近年来,随着市场对高质量、高效率的生产需求不断增加,打孔加工领域的技术也不断发展。
本文将从技术、市场和管理等方面探讨打孔加工中的成长战略技术。
一、技术方面1、先进加工技术的应用随着科技的发展,我们已经开始接触到一些尖端而智能化的机器,这些机器能够精准地执行各种操作和任务,从而提高了加工的效率和精度,减少了人力成本和生产周期。
在打孔加工中,先进的机器能够将设计图纸转化为合适的操作指令,然后依据这些指令,在材料上精准地打出孔眼,从而提高整个生产的效率。
2、新型材料的应用随着科技的进步,不断有新型材料被开发出来。
这些新型材料比传统材料更加轻薄、坚硬、耐用,而且具有更好的物理和化学特性。
在打孔加工中,我们可以用这些新型材料替代原有材料,从而提高产品的质量和生产效率。
二、市场方面1、产品多样化随着市场对高质量产品的需求不断增加,打孔加工企业需要不断更新自己的产品,开发出更多、更好的产品,以满足不断变化的市场需求。
同时,针对特定的市场,还需要开发出一系列针对性产品,以便更好地占领市场并提高市场份额。
2、市场拓展企业应该有开拓市场的战略,针对新的市场进行进攻。
例如,开拓国外市场,进一步扩大公司市场规模。
同时,还要从细节上注意市场拓展,例如应该实时关注市场动态、对产品和公司品牌进行深入推广,增强公司美誉度和市场占有能力。
三、管理方面1、节约成本企业应该注意缩减成本,减少浪费。
例如,生产过程中应该注意节水节电,减少原材料浪费和生产误差等。
同时,企业也需要建立高效的管理制度,包括内部管理、设备维护等制度,以确保企业的高效运营。
2、培训员工企业应该持续地培训员工,提升员工的技能和素质,从而提高企业的整体素质。
例如,可以组织开展培训课程,以教授最新的技术和操作方法,从而提高员工的操作能力和创新能力。
3、建立发展规划企业应该建立明确的发展规划,包括中长期发展计划,以及具体的项目计划和实施措施。
打孔加工中的加工工艺改进技术
打孔加工中的加工工艺改进技术随着科技的不断发展,各个行业都在不断地进行技术改进,尤其是在工业制造领域。
特别是在一些细节处理上,工艺的改进也成为了越来越重要的话题。
而在工业制造领域中,打孔加工是非常重要的一项工艺,其在机器制造、模具制造等领域中有着广泛的应用。
打孔加工的质量直接影响到产品的精度及过程数据的准确性,因此如何改进打孔加工工艺成为了一项迫切需要解决的问题。
打孔工艺中的主要问题:在传统的打孔工艺中,钻头在与工件接触的瞬间会产生较大的振动力和压力,这不仅会影响钻孔精度,还容易导致钻头的磨损和碎裂。
此外,由于传统的工艺比较单一,一些特殊形状的孔洞难以制作。
打孔工艺的改进方向:1. 研究钻头的材料及结构:钻头是打孔加工中最为关键的部分,因此改进工艺的首要任务是对钻头进行研究和改良。
钻头的材料选择、结构设计、钻头尺寸与孔径的匹配等方面都需要仔细考虑。
一些新材料如立方氮化硼(CBN)或多晶金刚石(PCD)的应用,和先进的工艺设计,不仅可以提高钻头的使用寿命和切削性能,还可以提高钻孔精度和加工效率。
2. 引入先进的加工技术:传统的打孔加工工艺过于单一,并不能适应现代制造制度的需要。
可以适当引入先进的工艺技术,如MQL加润滑技术、光纤激光打孔、超音波加工、微钻孔加工等,利用其优秀的技术特点来改善打孔加工的质量与效率。
其中,光纤激光打孔和超音波加工技术的应用正在逐渐展开,这些技术不仅可以解决传统打孔中的一些缺陷,还可以进行高精度的特殊形状孔洞加工。
3. 适当提高工艺的自动化程度:在传统的打孔加工中,需要人工去调节压力力度和冷却液的喷射等,这些操作不仅费时费力,还容易出现误差。
适当提高加工工艺的自动化程度,可以使加工过程更加工智能化、集成化。
通过将传感器与钻孔加工机联网,对生产过程进行实时监控和数据分析,自动调节每个环节的参数,以确保加工的精度和效率。
4. 提高设备精度和稳定性:现代化的钻孔加工设备通常采用先进的CNC技术,具有高精度、高稳定性等优点,通过控制加工速度、加工力度、润滑液的喷射等参数,有效避免传统工艺中产生的问题。
钻孔技术的未来展望
钻孔技术的未来展望引言钻孔技术是一项重要的工程技术,广泛应用于地质勘探、矿产开发和基础设施建设等领域。
随着科技的不断进步和需求的不断增长,钻孔技术的未来展望变得更加重要。
本文将探讨钻孔技术的发展趋势和未来的应用前景。
发展趋势1. 自动化技术:随着自动化技术的发展,钻孔设备将更加智能化和自动化。
自动化技术可以提高钻孔效率和安全性,并减少人力投入。
2. 高效节能:未来的钻孔技术将注重提高能源利用效率和节能减排。
新型材料的应用和工艺的改进将帮助减少能耗和环境污染。
3. 智能感知:利用传感器和数据分析技术,钻孔设备可以实现实时监测和预警,提高施工过程的安全性和质量。
4. 多功能集成:未来的钻孔设备将更加多功能化和模块化。
通过集成多种功能和模块,可以实现更高效的施工和更广泛的应用。
应用前景1. 地质勘探:钻孔技术在地质勘探中起着重要作用,未来将继续发挥其优势。
通过进一步提高勘探深度和准确性,可以更好地探测地下资源和地质结构。
2. 矿产开发:随着矿产资源的逐渐枯竭,未来的矿产开发将更加注重勘探和开采效率。
钻孔技术将在提高矿产勘探和开采效率方面发挥关键作用。
3. 基础设施建设:随着城市化进程的加快,基础设施建设需求不断增长。
钻孔技术将在地基处理、桩基施工和地下管道铺设等方面发挥重要作用。
4. 环境保护:钻孔技术在环境保护领域也有广阔的应用前景。
例如,地热能开发和二氧化碳封存等技术可以通过钻孔技术实现。
结论钻孔技术在未来将继续发展并发挥重要作用。
自动化技术、高效节能、智能感知和多功能集成将是未来钻孔技术的发展趋势。
在地质勘探、矿产开发、基础设施建设和环境保护等领域,钻孔技术将有更广阔的应用前景。
孔加工技术的发展动向
孔加工技术的发展动向大中小日期: 2011-01-15 来源: CMJ中国机械与金属作者:刘顺华,叶伟昌在机械加工中,孔加工约占其加工总量的1/3。
孔加工是半封闭式切削,因此,排屑、热量传散、切削液浇注都较困难,而且加工难度较大。
随着科学技术的进步,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,亟待解决。
孔加工技术除应研究加工时所采用的机床设备和刀具(所谓硬件)外,还要研究如何有效地使用好这些装备的应用技术(所谓软件)。
孔的定义与分类什么是孔?根据国家标准GB1800—1979的规定:孔主要指圆柱形的内表面。
由此可知,广义的孔泛指包容面。
孔通常可按如下方法分类:(1)按形状来分。
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)按形态来分。
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)按孔径的大小来分。
有大孔(D﹥100mm)、普通孔(D=10~100mm)、小孔(D=1~10mm)和微孔(D<1mm的孔)。
(4)按加工机理来分。
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,但目前由于设备比较昂贵和加工效率不高等原因,所以无论是现在还是可预见的未来,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。
深孔加工技术的发展历程
深孔加工技术的发展历程摘要:深孔加工技术是机械加工中非常重要的一种加工技术,经历了漫长的发展,根据其加工过程中的排屑,冷却,导向,钻杆的强度和刚度,所加工出孔的质量以及加工效率,深孔钻削大概经历了四个阶段,即:枪钻、Beisner内排屑深孔钻、喷吸式深孔钻及DF单管喷吸钻,随着不断的发展,深孔加工技术将越来越广泛的应用到现代加工技术当中。
关键词:深孔加工;发展;现代加工引言深孔加工是机械加工中技术含量高、加工难度大,加工成本高,专业性强的一种加工技术,同时深孔加工技术的工艺理论也是机械加工研究领域中的重要课题[1]。
二十世纪六十年代以前,深孔加工技术主要应用于国防军工生产中,用于制造枪管和炮管。
自二十世纪八十年代以来,随着科学技术的不断进步以及加工制造业的不断发展,深孔加工技术的应用越来越广泛,几乎遍及了所有的加工制造业,如航空航天工业、船舶制造工业、核工业、发电设备、石油化工机械等[2-3]。
1 深孔加工技术20世纪30年代之前,深孔加工技术指的是用切削或者是磨料工具的加工方法加工深孔的技术,如扁钻、麻花钻、半圆形炮钻、带供油孔的麻花钻,甚至内圆车刀都曾用于深孔加工。
而自20世纪30年代以后,随着枪钻、BTA钻、喷吸钻、DF钻的出现,深孔加工技术的概念发生了很大的改变,通常将加工过程中能够自动的排屑、冷却及润滑且刀具具有良好的自导性的加工方法才称为深孔加工技术[4]。
2.深孔加工技术的特点深孔加工与普通孔加工的差异性,主要表现在以下的三个方面a.切削状态方面(1)深孔加工是在封闭或半封闭的环境下进行的,无法直接观察到刀具的切削状况。
(2)加工中产生的切屑在深孔内,较难排出。
(3)切削过程中产生的热量不易散发(4)由于被加工孔的长度与直径之比较大,所以钻杆细长,杆的刚性较差,加工过程中钻杆容易产生偏斜和振动,使得被加工孔的精度难以保证。
(5)钻头附近的封闭区域中的热量容易积累,引起钻头磨损严重。
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孔加工技术发展动向在机械零件加工作业中,孔加工所占比例相当大,与高速铣削相类似的高速、高精度钻削加工已提上议事日程,高效率孔加工对于促使零部件生产合理化是不可或缺的重要工艺过程。
近年来,零部件生产大都采用以CNC机床为中心的生产形态,进行孔加工时,也大都采用加工中心、CNC电加工机床等先进设备。
无论哪个领域的孔加工,实现高精度和高速化都是取得用户订单的重要竞争手段。
高速孔加工所用加工中心(MC)的条件实现孔加工高速化的先决条件是必须采用高速加工中心,而机床的高速化必须满足下列条件。
1.配备高速回转主轴钻头和立铣刀一样带有中心齿,由于中心齿附近有一种圆周速度,因此,切削速度向高速化发展时,主轴的转速也必须实现高速化。
特别是在使用小直径钻头时,主轴的高速化更是不可缺少的。
今后,随着孔加工高速化的进展,预计转速达30000~100000r/min的主轴需求将不断增多。
同时,由于达到规定的高速回转所需时间很短以及要求Z向(钻头切削方向)主轴伸出长度应控制在最小程度之内,因此,高速主轴的配置是实现高速高精度孔加工不可缺少的条件。
2.可动部分具有动作敏捷的功能主轴和工作台等可动部分应尽可能减轻重量,以实现动作快捷化,这也是进行高速孔加工必须具备的条件。
1个孔的加工时间只需数秒钟,因此,必须缩短孔与孔之间的工具移动时间,这是实现高效率切削的关键问题,解决此问题的途径首先即为可动部件的动作必须灵活快捷。
例如,即便达到了高精度的定位精度,但如机床可动部分的动作不够灵敏快捷,也就不可能满足当前用户提出的实现高速孔加工的要求。
通常是用加速度特性(G值)来判断机床可动部分的快捷性能,当G=0.8~1.5时,可判断该机床为具有高度快捷性能的加工中心。
3.工作台与机床整体面积的比例应较小作为加工中心的用户,他们希望工作台及工作台以外的部分所占空间应尽可能少一些。
尤其是孔加工这类加工成本较高而附加价值又较低的加工领域,最好使用那种结构紧凑的加工中心。
如日本理化研究所试制的高速CNC铣床,其加工范围为300mm2,机床本体所占面积950mm2,机床所占面积约为可加工最大工件尺寸的三倍,整个结构相当紧凑。
该铣床主轴转速为45000r/min,可进行高速切削。
主轴为XY方向移动式结构(工作台仅限Z轴移动),其加速度特性值G=1.5,表明该机床具有快捷动作功能。
4.主轴可直接供给冷却液在钻削过程中,加工L/D(钻头直径与孔深之比)在5以上的孔必须特别注意排屑问题,最好选用带供油孔的钻头,以便进行稳定的加工。
采用由主轴中心供给冷却液的方式,对于更换卡具的锁紧螺栓则更为方便。
5.具有孔加工用CNC工具插补功能CNC切削的特点在于可以进行控制工具轨迹的合理加工,在对孔进行CNC切削加工时,可采用螺旋切削、等高走刀、对切等工具插补方式,具有这些功能的CNC控制系统均可在孔加工中加以应用。
跨入高速钻孔加工新时期长期以来都是利用钻头进行高精度孔、螺纹孔等通孔及螺栓孔等的加工,最近,这类加工已经向高速切削方向迅速发展。
在孔加工作业中,目前仍大量使用高速钢麻花钻,但各企业之间在孔加工精度和加工效率方面已逐渐拉开了差距。
高速切削钻头的材料以陶瓷涂层硬质合金为主,如MAZAK公司和森精机制作所在加工铸铁时,即采用了陶瓷涂层钻头。
在加工铝合金等有色材料时,可采用金刚石涂层硬质合金钻头、DLC涂层硬质合金钻头或带金刚石烧结体刀齿的钻头。
总之,今后将会不断开发出许多新型的高速切削钻头。
在各种涂层钻头中,陶瓷涂层硬质合金钻头特别重视耐磨性、耐热性及润滑性,其涂层工艺也采取多层涂覆方式,如利用TiAlN、TiN、TiCN等复合氮化物形成复合涂层结构。
钻头的切削条件总的趋势是高速化,随着被加工材料的不同,切削速度已可分别达到200~300m/min。
高速钻头切削是一种高速大进给量的发展趋势,类似球头立铣刀切削条件的发展趋势。
切削实践表明,提高切削速度有利于切屑形态的合理化和改善加工表面的粗糙度,预计今后仍将沿着高速切削的方向发展;提高进给量对断屑排屑和延长刀具寿命非常有利,因此,今后也仍将沿着大进给的方向不断发展。
目前,高速孔加工大都采用主轴带供液孔的加工中心,这种设备有利于提高钻头的切削速度。
例如,用φ10mm涂层硬质合金钻头在S45C材料上加工浅孔时,切削速度可达250m/min,进给速度可达1600mm/min(相当于0.2mm/r),在此条件下,加工1个孔只需1秒钟左右。
日立精机公司、布拉萨工业公司均采用此条件进行浅孔加工。
布拉萨公司在此条件下,用金刚石涂层硬质合金钻头在铝合金杆料上加工小直径孔时,1个孔只需0.2~0.5秒钟左右即可完成。
预计,今后小直径孔加工将进入1秒钟加工1个孔的高速加工时期。
高速切削对钻头寿命的影响因素甚多,诸如由于切削热较高而引起刃部磨损,切削振动将导致崩刃、切屑缠绕,甚至引起钻头折断等。
为了减少上述故障对钻头寿命的影响,可采取如下一些技术措施:1.选用耐磨性优异,适宜于高速钻削的刀具材料,例如涂层硬质合金等。
2.选取适应高速切削的切削刃形状,如确定合适的钻尖角和刃口倒棱等。
通常钻尖角可选为130°~140°,这种角度可有效减小切削扭矩;另外,可采取十字形修磨等方式,使切削刃与被切削面的接触面积尽可能减小。
同时,应尽量提高柄部和切削刃部分的振摆精度及凸缘部分的高度精度。
3.选用夹持刚性和振摆精度高的夹具,同时应减轻夹具重量,以利于动作快捷化。
例如,HSK刀柄的热装式结构就是目前比较理想的夹持系统。
4.高速钻削时,为了提高刃口冷却和排屑效果,可采用直接向切削刃供给冷却液的供液方式,以获得稳定的切削效果。
冷却液中,除切削液外,还可添加少量植物油和空气,形成混合的雾状冷却剂。
可转位钻头的发展动向可转位钻头是一种作为切削刃的刀片可更换的工具,与普通钻头相比,其直径较大,不过最近已开发出φ10mm的小型可转位钻头。
目前,可转位钻头已系列化,几乎可以涵盖整体式钻头系列的各类产品。
钻头刀片一般采用涂层硬质合金材料制作,只有少数产品采用烧结高速钢、金刚石烧结体、CBN烧结体等材料。
可转位钻头通常只有1个刀片,也可有两个刀片,即分别为中心齿和外周齿。
在进行大直径孔加工时,钻头可安装2个以上的刀片。
装单个刀片的钻头与整体式钻头类似,尖端为三角形状,这样可减小切削阻力;为了便于切屑的分断,刀片均带有断屑槽。
刀片夹紧方式因厂家而异,在多数情况下,均采用1个或几个螺钉紧固刀片。
当带有2个以上刀片时,刀片形状和断屑槽形状均各不相同。
最近这一趋势尤为明显。
可转位钻头开发的初期,只能加工深度为钻头直径3倍左右的孔,目前已发展到可加工5D~8D(D 为钻头直径)的深孔。
在加工那些孔规格统一的零件时,使用可转位钻头效果最为明显。
例如,利用装有多刀片的钻头,可同时对孔入口处进行倒棱和锪孔等作业,这对提高孔加工效率是极为有利的。
CNC孔加工技术CNC切削是使切削加工更加合理化的加工方式,进行CNC孔加工时,可采用具有多方向切削功能的立铣刀、螺旋切削插补及等高切入插补等方式,它要求选用尽可能少的刀具来对少量孔进行最为合理的加工。
近来,生产中采用高速铣削方式进行孔加工即为此类加工的应用实例。
高速铣削具有下述特点:1.利用球头立铣刀和螺旋插补的钻头,可进行镗削和倒棱加工;2.球头立铣刀配合螺旋插补法,可进行锥度孔的连续加工;3.加工螺纹用的立铣刀配合螺旋插补法,可进行各种螺纹孔加工;4.立铣刀配合等高切入插补,可对孔进行半精加工和精加工。
总之,利用工具插补功能,可对任意尺寸的高精度孔进行高效率精密加工。
尤其在采用高速铣削时,各刀齿所承受的负荷相对较轻,因而用同一把涂层硬质合金立铣刀,可对多种被加工材料进行高速高精度孔加工。
今后,这种加工方式可望进一步用于干式切削领域。
高速高精度孔加工除采用CNC切削方式对孔进行精密加工外,还可采用镗削和铰削等方式对孔进行高精度加工。
随着加工中心主轴的高速化,已可采用镗削工具对孔进行高速精密加工。
据报道,目前在铝合金材料上进行φ40mm左右的镗削加工时,切削速度已可提高到1500m/min以上。
在用CBN烧结体作切削刃加工钢材、铸铁及高硬度钢时,也可采用这样的切削速度。
预计,今后镗削加工的高速化将会迅速普及推广。
为了实现镗削加工的高速化和高精度化,必须注意刀齿振动对加工表面粗糙度和工具寿命的影响。
为了防止加工精度和工具寿命下降,所选用的加工中心必须配备动平衡性能优异的主轴,所选镗削刀具也必须具有很高的动平衡特性。
尤其是镗削工具的刀齿部分,应选择适用于高速切削的几何形状、刀具材料及装卡方式。
切削刃端部的R应较大,以利于提高加工效率;在保证获得同等加工表面粗糙度的前提下,应加大进给量。
但加大进给量应适可而止,否则将增大切削阻力,不利于提高加工效率。
切削刃带应设置0.1mm以下的负倒棱,这样可有效保持刀具寿命的稳定。
至于刀具材料,则视被加工材料性质而有所不同。
如加工40HRC以下的钢等材料时,可选用金属陶瓷刀具,这种刀具在v=300m/min以上的高速切削条件下,可获得良好的加工表面粗糙度与较长的刀具寿命。
涂层硬质合金刀具则适用于对60HRC以下的钢材等进行高速切削,刀具寿命非常稳定,但切削速度稍低于金属陶瓷刀具。
CBN烧结体刀具适用于加工高硬度钢、铸铁等材料,切削速度可达1000m/min以上,而且刀具寿命非常稳定。
CBN刀齿的刃带部分应进行适当的倒棱处理,这种处理对进行稳定的高速切削和延长刀具寿命极为有利。
在对铝合金等有色金属及非金属材料进行超高速切削时,可选用金刚石烧结体刀具,这种刀具切削稳定,刀具寿命也很长。
应注意的是,使用金刚石刀具时,刀齿刃带必须进行倒棱处理,这是保证切削稳定的重要条件。
在铰削加工方面,目前尚未见到高速、高精度的新型刀具问世,该领域的研究开发工作似乎处于停滞不前的状态。
高速铰刀迄今仍被某些特定的用户用来进行高速高精度孔加工。
这种铰刀带有负前角,刚性高,断屑效果好,在高速切削条件下,可进行稳定的精密孔加工。
该铰刀的特点是,采用较大的负前角和奇数刀齿,其高速切削的速度是过去的铰刀无法达到的,因此,可以说此种设计对铰刀的传统概念进行了大胆的突破,是一种高效率的铰削刀具。
高速螺纹切削刀具随着CNC切削的发展,目前已开发出一些相应的复合型刀具产品,如将钻削和螺纹切削融为一体的新型螺纹加工刀具,钻孔和螺纹切削在一个行程内完成。
这种复合型刀具使螺纹孔加工更加合理,加工效率也大为提高。
螺纹切削用的新型立铣刀采用了螺旋切削插补方式,该立铣刀可加工M3以上的螺纹孔,排屑性能良好,可获得稳定的高精度加工效果。
一般的丝锥也正在朝着高速切削和加工高硬度钢的方向发展,攻丝刀具的应用范围正在不断扩大。