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如何滿足加工孔的粗糙度要求(二)

來源:如何滿足加工孔的粗糙度要求(二)作者:李經理網址:http://www.szryjp.com瀏覽數:625 

滿足粗糙度要求的考慮方向

實際生產中,要滿足加工孔孔壁的粗糙度,或者要解決零星出現的粗糙度不合格現象,我們需要從多方面來考慮。

1、刀具

刀具的制造技術創新,給孔加工的粗糙度滿足帶來眾多有力支持。但實際使用中,我們需要了解各種新型刀具的材料、結構和切削參數等,只有熟練掌握了相關知識才能夠最終滿足和解決粗糙度問題。在實際解決粗糙度的過程中,我們不可忽視下面幾個方面:

1)刀具主、副偏角和刀尖圓弧,從圖1可知,刀具主、副偏角和刀尖圓弧及進給量對加工孔壁的粗糙度影響是重要的可見因素。

2)刀尖圓弧、背切刀量和進給量三者的合理匹配,合適的切削參數可預防花斑紋、積屑瘤、鱗刺及設備的共振等造成孔壁粗糙度變差的現象出現。如進給量f的設置就是一個注意點,設置不合理就會影響孔壁的粗糙度,太大導致粗糙度變差,太低同樣會導致粗糙度滿足不了。在甲刀具加工中認為是合理的進給量,可能在乙刀具加工時就不一定是合適的進給量了。同樣的進給量,不一樣的刀尖圓弧,其粗糙度可能就是不一樣的結果。

主切削刃的切削厚度跟刀尖的圓弧相關,沒有圓弧的刀尖假如f選擇0.1mm/r這很正常,但對刀尖圓弧為R0.8mm時,ap值為0.05mm,則R圓弧刀具的進給量f選擇0.1mm/r,rε=0,主偏角為75°時,主切削刃的法向厚度為0.966f,即法向切削厚度為0.0966mm;而刀尖圓弧rε=0.80mm時,同樣ap=0.05mm,f=0.1mm/r的條件下,主切削刃的法向厚度只有0.259f,即法向切削厚度為0.0259mm。

同樣的進給量,在ap相同時,刀尖圓弧的差異性導致主切削刃的法向切削厚度不一樣,孔的精加工刀具當法向厚度小于0.04mm時,往往會造成切削刃不容易切入過渡加工面;圓弧刀刃切削到的厚度很小,還會造成不均衡切削厚度出現,這時刃口的附著力達不到均衡切削的條件,致使切削過程中出現刀桿顫動的現象,從而加工面出現花斑紋表面。

當碰到刀尖圓弧時,需要根據ap值得大小來計算主切削刃的法向厚度是否足夠。在主切削刃上的最大法向厚度達到正常的切削厚度(如鋁合金材料的精加工一般取0.05mm以上)應該可以滿足正常精切削加工。當ap值達到0.2mm以上時,一般小圓弧刀尖的法向厚度就足夠圓弧刀刃切入過渡加工面了,所以有時候刀具的圓弧設定與精加工的ap一定要匹配起來。即當進給量小的時候,刀尖圓弧盡量選擇小一點,保證切削加工過程中刀具刃口能夠正常切入過渡表面。

一般ap的最小值選擇刀尖圓弧半徑的1/3比較合理。

3)刀具刃口形狀,滿足孔壁的粗糙度要求,一種方法可以通過調整刀具的切削參數和提高刀具刃口的粗糙度,有時候另外一種方法則需要降低刃口的平直度來滿足圖紙要求。如精加工某零件的錐孔,錐孔孔壁粗糙度有Rz值和Rv值要求,這時使用正常的鉸刀刀具刃口和切削參數很難達到圖紙要求,加工的錐孔粗糙度值往往比較低,這個問題最后通過改變切削刃的刃口來達到要求。有時候當粗糙度達不到最低要求時,不但可以通過調整進給量以及主、副偏角的大小來嘗試滿足圖紙要求,而且還可以通過改變改變刃口的粗糙度來實現。

4)刀具的容屑槽,采用鏜桿形式的刀具,在加工中容屑槽長度是不容忽視的關鍵點。容屑槽的長度直接影響到切削是否能夠正常排出。使用理想的鏜把刀具,在鏜桿的直徑接近加工孔徑時,對后排屑結構來說,容屑槽的長度更需考慮,即容屑槽的長度必須大于孔壁深度,從而保證切削的順暢排出。有些前排泄的容屑槽長度在不影響刀具剛性的前提下最好也要超過加工孔深度,避免前排屑不暢導致切削劃傷已加工孔壁。

5)鏜把刀具的導條與刀尖的OVERHANG(徑向落差)和ADVANCE(軸向落差),目前,汽車零部件的孔加工,越來越多的選擇帶導條的鏜把。但是假如不熟悉鏜把的一些細節調整特性,在加工過程中,就會出現由鏜把原因造成導條對孔壁的拉毛、擠壓和刮傷等缺陷。刀片材料與導條的匹配也是一個考慮因素,PCD刀片與PCD導條,在加工鋁合金選擇56mm,加工鑄鐵一般選擇810mm。而硬質合金刀片與硬質合金導條的配合則又是另外一種配合尺寸,即選擇更大一點的OVERHANG,一般可選擇812mm。合適的OVERHANG使鏜把在加工過程中易建立油膜,達到既讓導條起到支撐的作用,又不讓導條碰到已加工面。

ADVANCE一般選擇1.5f值(單刃口),這樣既達到鏜把導條在軸向的及時跟進,又避免過渡加工面彈性變形后碰到導條頂部。合適的ADVANCE可消除刀具導條軸向干涉使加工孔壁的粗糙度滿足要求。

6)合適的刀具材料,孔壁粗糙度的要求,刀具刃口的鋒利性和耐磨性也是考慮元素。目前汽車制造業切削加工的刀具材料越來越趨向滿足更鋒利、更耐磨的特性,PCD、CBN和硬質合金涂層刀具等已經廣泛應用,這種刀具材料不但鋒利性、耐磨性一流,而且可以實施高的線速度達到高效率的目的。新型刀具材料更能滿足加工孔的粗糙度要求,所以有時候出現滿足不了加工孔的粗糙度要求時,在設備主軸轉速允許提高的前提下,不妨選擇一些高硬度、高耐磨性的刀具材料來加工孔壁。