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      深孔加工刀具選用有講究

      日期:2018-11-10 14:53:22 人氣:1174

      深孔加工刀具選用

      為了高功率、高質量地完結L32/40、L27/38機體中10~20倍徑深孔的加工,規劃并制造了深孔加工刀具——自定心深孔鉆,該刀具最大鉆深可達20倍徑,遠超高邁特KUB深孔鉆10倍孔徑的加工規模。在通用加工中心上,該刀具無需預鉆底孔,可一次完結深孔加工,加工功率高,是槍鉆加工功率的2.2倍。 

      近幾年,隨著濰柴集團的不斷發展,先后以許可證出產的方法從MAN公司引進了L32/40、L27/38、L21/31和L16/24四種系列機型,其間L32/40、L27/38系列機體作為自制件進行出產。

      在L32/40、L27/38機體中,呈現了許多10<L/D<20的深孔,例如副油道孔、貫穿螺栓孔及缸蓋螺栓孔等,直徑為30~55mm。這部分深孔的加工工作量占整個機體鉆孔工作量的60%以上,怎么高功率、高質量地完結這部分深孔的加工,成為衡量工藝人員技能水平凹凸、加工工藝是否先進的一個重要依據。
      1.現有深孔加工方案

      在孔加工技能范疇,孔加工分為深孔加工和淺孔加工。一般規則孔深L與孔徑D之比>5的孔稱為深孔,孔深L與孔徑D之比<5的稱為淺孔。

      在通用加工中心上,L/D<10倍徑的深孔加工,可選用深孔鉆,比方高邁特的KUB深孔鉆,該刀具具有自定心功用,可一次完結深孔加工,進給速度達120mm/min。

      在通用加工中心上,L/D>10倍徑的深孔加工,一般選用麻花鉆或槍鉆加工(其他加工方法,如BTA單管鉆、噴吸鉆等,對機床體系及內冷體系有特殊要求,在通用設備上不適合,本文不再介紹)。我廠選用槍鉆技能,在落地鏜銑加工中心上進行加工:①用鉆頭預鉆底孔,直徑留余量2mm。②用半精鏜刀鏜孔,直徑留余量0.3mm。③用精鏜刀鏜孔,其直徑比槍鉆的直徑大0~0.03mm。④用槍鉆,以精鏜孔為導向進行加工。

      用上述技能加工深孔,需求4種刀具,其間前3種用于引導孔加工,依次為鉆頭、半精鏜刀及精鏜刀,最后1種為槍鉆。本技能在滿意加工要求的一起,具有以下缺陷:①加工深孔所用刀具數量多,添加刀具的收購本錢。②預加工引導孔,延伸深孔總加工時刻。③槍鉆切削速度慢,加工功率低。因為槍鉆結構剛度和改變強度低,使其運用的鉆削速度下降,進給量較小,總體加工功率較低,對于直徑為30~55mm的深孔,選用的進給速度通常在F60左右。④槍鉆返修、刃磨難度高。因為槍鉆結構為不對稱形狀,質心偏離中心,槍鉆刃磨時,必須在全能刃具磨床或專用刃磨機床上,將槍鉆裝在專用夾具上進行刃磨,必須確保正確的幾何視點和刃尖方位,這給刃磨和后期質量檢測都帶來必定的困難。

      為了高功率、高質量地完結好10~20倍徑深孔的加工,需求在現有加工技能的基礎上,不斷實驗、不斷探索,開發出新的深孔加工刀具。
      2.10~20倍徑深孔鉆的規劃及結構
      規劃并制造出如圖1所示的深孔鉆,該深孔鉆屬于內冷外排屑方法,切削液經過中空的鉆桿內部,抵達鉆頭頭部進行冷卻光滑,并將切屑從鉆頭及刀桿外部的螺旋槽排出。該刀具最大可加工20倍徑的深孔,遠超高邁特KUB深孔鉆10倍徑的加工規模。
      該深孔鉆由刀桿、鉆頭和刀柄組成。刀桿與鉆頭選用過定位剛性聯接,由螺釘把兩者緊固。
      (1)刀桿。刀桿為一體結構,經過雜亂的工藝加工完結,為深孔加工供給進深支撐。刀桿需求具有滿意的強度、剛性,以便在較小的改變變形下,供給切削所需的轉矩,一起又具有滿意的耐性,減輕刀具高速旋轉時發生的振蕩。在確保刀桿具有滿意的強度和剛性下,桿身兩邊的排屑槽、內部的水孔盡量做大,便于鉆孔時的冷卻光滑及切屑排出。在前期的工藝實驗中,實驗了40Cr、GCr15等資料,這兩種資料制造的刀桿,運用中會呈現碎裂現象,初步分析發現刀桿的熱處理硬度過高,在長時刻的振蕩效果下,刀桿失效。后來,選用20CrMnTi,該資料是性能杰出的滲碳鋼,經滲碳淬火后具有硬而耐磨的外表與堅韌的心部,具有較高的低溫沖擊耐性。經測定,本次制造的刀桿滿意運用要求,滲碳層厚度在1mm左右,心部的熱處理硬度在45HRC左右。
      刀桿結構所示,其間,定心孔4為鉆頭供給中心定位,確保鉆頭坐落刀桿的正中心;定位面3為鉆頭供給端面定位,確保刀桿與鉆頭嚴密貼合;階梯孔2經過此孔由螺釘,把刀頭緊固于刀桿上;柄部1為削平刀柄,用來傳遞動力,該結構制造簡略,與側固刀柄聯接便利。
      (2)刀頭(見圖3)。定位銷2與定位孔4合作;定位面1與定位面3合作;螺紋孔6將刀頭緊固于刀桿上;中心鉆頭3固定于刀頭的正中心,在初始加工的刃尖時,起定心效果;邊際刀片4為規范刀片,由刀片螺釘緊固在鉆頭上,起切削效果,使得孔加工達到要求尺度。當邊際刀片崩刃或磨損后,可在加工現場直接替換刀片;導向刀片5固定于刀頭上,直徑略小于邊際刀片直徑,在加工時起導向效果,確保后續加工。
      3. 深孔鉆的運用要求
      (1)對安裝的要求。中心鉆頭必須坐落深孔鉆的正中心,中心鉆頭與側固刀柄的同軸度需保持在0.2mm以內。深孔鉆初度安裝完結后,在對刀儀上檢測中心鉆頭的同軸度,若同軸度超差,先后有兩種辦法調整:①刀頭旋轉180°。②在一側塞入0.02mm的墊片,調整刀桿柄部與側固刀柄的合作。
      (2)對機床的要求。內冷體系是該深孔鉆運用的一個重要因素,在加工過程中起到光滑、冷卻及排屑的效果,切削液經過刀桿中心的水孔進入切削區域內,吸收切削區的熱量,進行強制冷卻、光滑并協助排屑,然后再將切屑順著螺旋槽排出。因為該深孔鉆自帶螺旋槽結構,在旋轉過程中具有必定的排屑功用,因此在加工相同孔的條件下,對機床內冷壓力的要求小于槍鉆。經過運用我們發現,機床具備1.8MPa的內冷壓力,可滿意該深孔鉆的正常運用。
      (3)加工時的要求。在實踐加工中,深孔鉆未進入工件時,需選用低速進入,避免轉速過高形成定心不穩,一起應翻開內冷冷卻,當鉆入5mm時,可進步轉速至正常切削參數。
      為了取得更高的加工穩定性,可先用10倍徑的深孔鉆完結前部分孔的加工,再用10~20倍徑的深孔鉆完結后部分孔的加工。
      4.實踐運用
      為了處理L32/40、L27/38機體中的油道孔、貫穿螺栓孔及缸蓋螺栓孔等深孔加工功率低的問題,規劃并制造了如圖4所示的自定心深孔鉆,從左到右依次為D33深孔鉆、D41深孔鉆、D39深孔鉆、D34深孔鉆和D42深孔鉆,其間的D34深孔鉆達到了20倍徑。經長時刻驗證,該5種自定心深孔鉆可滿意機體深孔加工的質量要求。
      為了更好地闡明該深孔鉆在深孔加工功率上的優勢,以加工L32/40機體的副油道孔為例。如圖5所示,L32/40機體副油道孔的直徑為39mm,總長1 217mm,可從兩邊鉆孔、中心對接,單側鉆孔的深度可達16倍徑。
      附表所示為D39深孔鉆與D39槍鉆加工參數比照,從附表中能夠核算得出,加工16倍徑的深孔,深孔鉆是槍鉆加工功率的2.2倍(加工時刻包括換刀時刻)。


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