在鑽床鑽斜孔前,按需要的角度在夾具上夾緊工件,然後在(zài)夾(jiá)具上(shàng)安裝帶(dài)淬硬鋼襯套的鑽模。鑽孔時產生(shēng)的鐵(tiě)屑和冷卻液四處飛濺,且因為出孔時鑽頭不(bú)時會斷裂,斷裂飛射物易造成人身傷害。
在某加工實例中,需要在一個17-4PH不鏽鋼(gāng)U型鑄件上鑽削直徑(jìng)為1/4"(6.4mm)、斜度25°的通孔。在鑽床鑽孔前,按需要的角度在夾具上夾緊工件,然後在(zài)夾具上安裝帶淬硬鋼襯套的鑽模。鑽孔時產生的鐵屑和冷卻液四處飛濺(jiàn),且因為出孔時鑽頭不時會斷裂,斷(duàn)裂飛射物(wù)易造成人身傷害。
采用(yòng)專用鑽床
即使在今天,采用鑽床和(hé)帶襯套的鑽模仍是批量孔加工的(de)有效方法,特別是在加工斜孔時更行之有效。這(zhè)是因為鑽模襯套支撐著鑽(zuàn)頭(tóu),可防止鑽頭入孔時彎曲,出孔時(shí)可(kě)使(shǐ)操(cāo)作者降低鑽削壓力(lì)以避免鑽頭斷裂(liè)。當加工批量較小時,很(hěn)少采用鑽模夾(jiá)具,操作者憑自己的經(jīng)驗引導鑽頭加工(gōng)斜孔。很多孔加工在橋堡鑽床(Bridgeport)上完成,該(gāi)鑽床可(kě)使操(cāo)作者獲得更好的加工感覺,而在其他金屬去除率高的大型臥式鏜銑床或大型手動機床上卻沒有。
圖1 在立式銑床上鑽削加工電纜卷筒軸斜孔時需(xū)要精細
在加工316不鏽鋼的電纜卷筒軸孔時需(xū)要細致的加工。將工件安(ān)裝在(zài)橋堡鑽床工作台(tái)上,主(zhǔ)軸頭傾斜45°,找到孔的中心(xīn)線,然後用立銑刀在所需位置锪平麵,接著采用HSS直柄鑽頭加工到交(jiāo)叉孔位置。可采用不(bú)同的方法來加工電纜卷筒軸孔,也可以借助正弦塊使工件傾斜至所需角度,這(zhè)時需要計算來保證孔的正確位置。當鑽至出(chū)孔位置時,需要(yào)有良好的加工感覺,因為這時鑽頭可能會折斷,這也是采用韌性更好的HSS鑽頭而(ér)不用合(hé)金鑽頭的原因。
采用多棱邊鑽(zuàn)頭
除加工機床(chuáng)外,加工斜孔的最好方法是采用四棱邊鑽頭(tóu)。每個切(qiē)削刃帶兩個棱邊的鑽頭可使工件和鑽頭的接觸更充分。特別是在出孔(kǒng)時,這種結(jié)構有助於(yú)引導鑽頭和防止鑽頭偏移。對於鑽削淺孔,當孔的斜度(dù)較小時通常不用引導孔來鑽削,但當鑽削韌性很高(gāo)的材(cái)料或(huò)位置精度要求高的孔時需要鑽引導孔。對於深徑比在8∶1以下的孔,通常也可以直接鑽削。如果采用瓦爾特DC170那樣的(de)鑽頭,由於其(qí)棱邊對鑽頭周邊起到(dào)充分(fèn)支撐(chēng)作用,可防止(zhǐ)振動(dòng)和偏移,加工時可不鑽削(xuē)引導孔。
對於大多數的斜孔鑽削,推薦在入孔和出孔時采用比正常低30%-50%的切(qiē)削速度和(hé)進給量。在(zài)需要引導孔的場合,通常不(bú)用鑽頭鑽引導孔,而采(cǎi)用底齒中心切削的立銑刀來銑尺寸(cùn)相同或略大的引導孔。比(bǐ)銑引導(dǎo)孔更好的方法是:采用鑽尖為180°的平底鑽來鑽引導(dǎo)孔,可獲得更高的金屬去除率、加工精度以及更長的刀具壽命。
套料製孔
套(tào)料鑽也可用於斜孔加工,它看起來像一把中空的立(lì)銑刀,加(jiā)工(gōng)時不與孔中心部(bù)位的材料接觸(chù),而是通過移除孔(kǒng)周邊(biān)的材料來加(jiā)工精確孔。在取出套料鑽時,芯(xīn)部材料被彈(dàn)出。因為套料鑽移除的是孔邊緣(yuán)部分材料(liào),加工所需的功率和推(tuī)力比(bǐ)傳統的製孔工具低很多,因此套料鑽更適合在磁力鑽床和手工鑽床上使用。當CNC機(jī)床的主軸功率有限時,套料鑽也(yě)常用於製孔。在孔的傾斜度≤20°時,套料鑽也(yě)可用於斜孔加工。如果所加工的材(cái)料不是軟質材料,加(jiā)工時的橫向(xiàng)載荷會非常大(dà),這時刀具就(jiù)有破碎的危(wēi)險。建議在入孔時降低進給速度,直到(dào)鑽頭完(wán)全(quán)鑽入。因為套料鑽完(wán)全自支撐,在出孔時(shí)不必降低進給速度。
圖(tú)2 套料方法通常用於加工≤20°的斜孔
鑽模襯套
鑽斜孔時一般要采用襯套(tào)來支撐鑽頭,有時可采用軟(ruǎn)質金屬如黃銅而非淬硬鋼來做襯套。某客戶在鑽斜孔時發現,切屑(xiè)會纏(chán)繞在鋼製襯套和刀具之(zhī)間。把襯套(tào)改(gǎi)成黃銅後(hòu),排屑得到改善,繞(rào)屑問題也(yě)完(wán)全解決。
當需要加工複雜(zá)、複合角度的斜孔時,采用鑽模襯(chèn)套的方法既不切合實際也不(bú)經濟。
製孔(kǒng)精度和(hé)毛刺
加工複雜和高精度孔時,首先要考慮的是(shì)精(jīng)度要求和(hé)毛刺狀(zhuàng)況。槍(qiāng)鑽依靠襯套將單刃的、非(fēi)中(zhōng)心切削的鑽(zuàn)頭導(dǎo)入工件,也(yě)通過襯(chèn)套提供高壓切削液。例如,鑽削汽車曲軸軸承(chéng)頸的斜孔時,需采用特殊設計的襯套,使襯套的凹麵與軸承頸貼合。除采用特殊磨削的鑽尖(jiān)外,在鑽頭周邊采用耐磨墊、正確的線速度和進給可保證成百上千的孔按預期精度(dù)加工。
斜(xié)孔(kǒng)加工的最大挑戰之一是控製毛刺。在交叉孔處或出孔時,鑽尖附近的切削液壓力降至接近零,排屑性能下降,切削區域的溫(wēn)度上升。如在批量生產中(zhōng)采用的是特殊槍鑽,鑽頭與工件隻有一側貼合,產生不(bú)均勻的鑽削力,因而不能有效切削,其結果是切削時(shí)工(gōng)件材料傾向於被擠(jǐ)壓(yā)而不是剪切。
另一(yī)個(gè)常見(jiàn)問題是如何檢驗交叉孔(如注塑模具和大量汽車零部件中的交叉孔)。例如,要鑽削一(yī)對直徑(jìng)為0.080"、在4"-6"處相交的孔,就沒有實際可行的精(jīng)確檢測方法。三(sān)坐標機可用於探測零件內孔的相交位置,但不能檢測鑽孔是否偏移。對此(cǐ),最好(hǎo)是采用管道鏡來檢測相交(jiāo)孔。
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