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机械加工

镗孔表面粗糙度质量差怎么解决?

时间:2016-05-15 20:27:35  作者:未知  来源:网络文摘  浏览:326  评论:0
    通过多年来操作各类镗床,以及对加工中心镗削各种矿用零部件的研究,分析总结了多种导致工件镗孔表面粗糙度质量差的原因,现介绍如下。

 

1.问题产生的原因及分析  

  (1)进给量较大或太小。在镗孔过程中,当刀具每转进给量大于刀尖修光刃的有效修光长度时,必然造成加工过程中的加工面存在“螺纹”的现象,使孔壁的已加工面出现“山”形的加工痕迹,导致所镗孔的表面粗糙度值较高。若其进给量太小,使刀尖的修光刃在切削过程中存在着与孔壁已加工表面的重复性摩擦,亦会降低孔壁的表面质量;如果是利用镗床主轴安装刀杆镗孔,进给量过小,还会存在刀具因切削阻力降低而发生微量的轴向窜动现象,进一步降低镗孔的表面粗糙度质量。

 

  (2)刀头的刀尖角圆弧过渡刃较小。当工艺系统刚性较好时,可尽量选择较大的刀尖圆弧角。如果刀头的刀尖角圆弧过渡刃的修光长度小于镗孔过程中的每转进给量,必然导致镗削过程中已加工面出现修光不彻底的现象,同样会使孔壁的已加工面在加工过程中,出现“螺纹”状态的“山”形,造成所镗孔的表面粗糙度质量差。

 

  (3)刀杆或镗轴伸出超长。在悬伸镗孔过程中,当刀杆长度大于其五倍直径或镗轴伸出超长时,镗削过程中容易引起刀杆出现“发颤”的现象,使刀具产生微量的高频径向跳动,从而降低了镗孔表面质量,且还会影响镗孔的尺寸精度。

 

  (4)刀头的切削刃高于镗孔的中心线。刀头的切削刃高于镗孔的中心线,即刀头的前刀面高于镗轴的回转中心时,刀头在镗孔过程中会因受到切削阻力而发生反向弯曲的现象,加大了刀头的副后面与孔壁的接触面积,增大了摩擦力,有时还会引起刀头在切削过程中发生“颤动”,使孔壁的表面粗糙度值增大,严重时将会使切削刃挤坏。

 

  (5)镗床主轴系统间隙较大。在镗孔过程中,特别是在精镗孔的过程中,由于镗削余量很小,刀具的切削阻力较低,当镗床主轴系统存在较大间隙时,主轴会发生轴向窜动或径向跳动,导致安装在其上的切削刀具随之发生轴向窜动或径向跳动,造成镗孔质量的下滑。

 

  (6)镗床的纵向导轨磨损严重或间隙较大。当镗床的纵向导轨磨损严重或存在滑座与导轨间隙较大时,在采用工作台进给镗孔的情况下,当镗孔余量较大时,工作台会随镗孔过程中刀具旋转切削而产生的左右交变切削力, 产生“ 漂浮式” 游动的现象,从而降低了镗孔的表面粗糙度质量。

 

  (7)工件压紧不良。镗孔过程中,由于工件未压紧,导致工件随刀头的旋转切削力带来的高频交变冲击,而产生径向高频交变跳动,必然降低镗孔表面粗糙度质量。

 

  (8)工件孔壁存在气孔、夹渣或夹砂、成分偏析等铸造缺陷。有些导致镗孔表面粗糙度质量差的原因是工件自身的问题。

 

  当工件孔壁存在气孔时,相当于镗孔过程中发生了局部的断性切削,该断性冲击力会引起镗刀的振动,从而降低镗孔的表面粗糙度质量。当工件孔壁存在夹砂或夹渣时,在镗孔过程中,该夹砂或夹渣会使刀头切削刃产生极速的摩擦现象,引起刀尖角的极速磨损, 严重时还会造成刀尖折__断,同样会加大切削刃的副后面与孔壁接触的面积,造成切削不良的现象,在降低了镗孔精度的同时还导致镗孔表面粗糙度质量的下滑。如果工件存在成分偏析现象,其孔壁的各部亦存在硬度不一致的隐患,必然导致镗孔过程中镗刀由于受力不稳定而发生微量的径向颤动和周向高频变速的情况,使得镗孔表面粗糙度质量较差。

 

  (9)刀头的材质与工件的材质不匹配。镗孔过程中,如果所选用的刀头材质与工件的材质不匹配,同样会产生镗孔表面粗糙度质量较差的现象。譬如加工铸铁类工件,应选用YG类刀头,如果选用了YT类刀头,必然会导致镗孔质量下滑。

 

  (10)刀杆、刀头或工作台未夹紧。阻力较大,造成夹紧刀杆和刀头夹紧的假象,而实际并未夹紧,刀杆和刀头会发生振动和游动,降低镗孔的表面粗糙度质量。当工作台未夹紧时,工件在镗孔过程中会随工作台的抖动而发生游动现象,影响镗孔尺寸的同时还会导致镗孔表面粗糙度质量下滑。

 

  (11) 刀头的主偏角较大或前角为负值。刀头的角度对镗孔质量的影响也是至关重要的。

 

  当刀头的主偏角较大(≥90°)时, 镗孔过程中的刀头受到的径向阻力会变得很小, 如果主轴系统间隙较大,就容易造成刀尖的跳动。当刀头的前角为负值时,在镗孔过程中会增大镗削的阻力,如果镗杆刚性较差,必然使镗削过程中存在“啃削”的现象,导致镗孔表面粗糙度质量的降低。

 

  (12) 未及时更换刀尖磨损严重的刀头。使用刀尖磨损严重的刀头镗孔时,刀头与工件的接触面积较大, 发生了“ 摩擦式”的“磨削”现象,孔壁会出现“拉毛”的情况,必然导致镗孔质量的下滑。同时,摩擦力较大还会导致镗削过程中工艺系统的振动,降低镗孔表面粗糙度质量。

 

  (13)刀头的后角太小或为负值。在镗孔过程中,当刀头的后角太小时,不论是主后角还是副后角,都会使刀头与工件的摩擦面积增大,工艺系统必然存在振颤,从而造成镗孔表面粗糙度质量的下滑。

 

  (14)工作台进给镗孔时纵向导轨润滑不良。当采用工作台进给方式对工件进行镗孔时,如果纵向导轨润滑不良,必然导致带动工作台纵向运行的丝杠受到的阻力增大,丝杠会发生微量的弹性伸长现象,存在着较大的弹力。该弹力会随纵向导轨摩擦力的变化,使工作台进给出现不稳定状态,从而降低镗孔表面粗糙度质量。

 

  (15) 切削速度过大或太小。在镗削过程中,如果其切削速度选择不当, 刀尖会产生积屑瘤。当切削速度过大时, 可能会造成刀尖磨损严重,必然降低镗孔的表面粗糙度质量。如果工件的材质较软、熔点较低,过高的切削速度必然引起极高的切削热,该切削热大于工件的熔点时,工件的加工表面会出现“热熔”现象,从而降低镗孔表面粗糙度质量。当切削速度太小时,镗孔过程中存在刀头“撕裂”工件余量的现象,同样降低镗孔表面粗糙度质量。

 

  (16) 切削速度使工艺系统发生共振。当切削速度选择不当时,镗孔过程中会出现工艺系统发生高频共振的现象,严重降低镗孔表面粗糙度质量。此时可采取变更切削速度的方式进行镗孔。如果工艺系统刚性较差,其共振速度的范围较大,可采取点动按钮变化刀具切削速度的方式对工件进行镗孔。

 

  (17)刀杆直径太大。在镗孔过程中,特别是在镗削深孔的过程中,如果采用的镗杆直径相对于所镗的工件孔径较大时,刀杆会因排屑不畅而发生随切屑挤压跳动的现象,亦会降低镗孔表面粗糙度质量。

 

  (18)镗孔余量较大或余量不均。当镗孔的余量较大或不均时,必然会发生较大的交变切削阻力,导致镗杆发生交变式的变形反弹,使镗杆乃至电动机到各级传动齿轮的内部,存在较大的交变反弹力,从而引起切削过程不稳定的现象,降低镗孔表面粗糙度质量。

 

2. 结语

  上述各种原因都会降低镗孔表面粗糙度质量,在镗孔过程中应该积极应对。

 

作者:山东能源重型装备制造集团新汶分公司      赵忠刚    路 军    刘庆新

  本文发表于《金属加工(冷加工)》2016年第9期第59-60页,版权归金属加工杂志社所有


标签:镗孔 表面粗糙度 

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