大余量毛坯孔的加工工艺与刀具设计二控制器
大余量毛坯孔的加工工艺与刀具设计(二)
刀具能承受较大切削载荷。套装扩孔钻采用芯轴定心,由端面承受切削载荷、键传递扭矩,因此在较大切削载荷下不会出现刀具打滑现象。 刀具长度小,重量轻,制造简便。
刀具易于调整,装卸方便。
扩孔钻的切削参数选择
考虑到铸件孔偏心严重,其单边的加工余量大于工艺要求的加工余量,因此选用刀片宽度大的车刀刀片,扩孔钻端面上开有端面刃和切削倒角刃。倒角刃起主要切削作用,切去大部分余量;端面刃起辅助切削作用,分担孔偏心造成的余量(最大达9mm)。由于主切削刃的几何参数、刀体容屑槽尺寸等都会影响被加工孔的精度和表面质量,因此应慎重选择。
主偏角
主切削刃偏角应根据工件的切削性能来定。主切削刃偏角的大小,不但影响切削层的厚度,也影响扩孔时的切削稳定性和孔的直线度。加大主切削刃偏角,使孔的直线度变好,对预制孔的直线度有校正作用,但随着主切削刃偏角的增大,切削厚度随之增大,切削刃入孔时的导向性和稳定性将变差。所以,扩孔时一般采用较大的主切削刃偏角。
前角
由于工件材料为灰铸铁,刀具取0°前角,既便于刀具制造,又能增强切削刃刚性和切削刃的容热性能,可显著提高刀具寿命。
后角
刀具的后角主要应满足减小后刀面与已加工表面摩擦的要求。取12°后角,既能保证切削刃的锋利,又可满足切削刃的强度要求。
螺旋角和容屑槽
为了校正预制孔的不精确度以得到精确的孔径,扩孔钻的螺旋角不能太大,取10°。考虑到容屑和排屑的需要,钻头上除了开有螺旋槽外,在刀具端面上还开有倒角刃容屑槽和端面刃容屑槽,以保证足够的容屑空间,避免因切屑堵塞而打刀。
切削用量的选择
切削用量对切削加工效率、刀具耐用度、加工质量都会产生影响。经现场调试,确定转速n=200r/min;切削深度ap根据加工余量确定,要求一次走刀切除全部余量,根据最大单边余量选ap=9mm;由于工件底孔为铸造孔,有硬皮、夹砂等缺陷,同时工件加工余量大且余量不均匀,为减小冲击和热应力,选用较低切削速度,取v=37.5m/min;综合工件材料、工件直径、刀具刚性等因素,根据经验选取进给量f=0.4mm/r。
加工效果
在选择扩孔工艺加工上述工件的试验中,由于工艺方案选择正确,在工件的调试切削中,机床运行平稳,完全避免了主轴的震动,使得机床的现有刚性和强度完全满足工件的加工工艺要求。虽然铸造孔偏孔严重,但扩孔钻切削轻快,切屑排出流畅,孔的加工表面粗糙度和精度均达到要求,且使用中产品质量一直很稳定,机床调试验收一次成功,完全达到预期的效果。
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