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          16點巧經驗開啟鏜床加工工件的竅門,大智慧!
          作者:admin    發布日期:2016/12/7     關注次數:     二維碼分享

          為進一步促進和提高鏜床操作工的技術水平,特別是青工的技術水平,提高工作效率,筆者在《金屬加工(冷加工)》2015年第19期發表的“應用鏜床加工工件的經驗與竅門”一文的基礎上,再論述一些鏜床應用方面的經驗與竅門。

          1 . 在鏜床作臺臺面上

          “拉劃”參考線在應用鏜床的時候,不論是應用對口鏜床、落地鏜床、普通臥式鏜床還是數控鏜床,鏜床操作工最好在鏜床工作臺臺面上,用尖刀通過主軸和加長刀桿,按照垂直于工作臺的T形槽的方向“拉劃”幾條深度為0.5mm的、用來安裝和校正工件的參考線,這樣能有效提高員工在鏜床上安裝和校正工件的速度,進一步保證產品質量。例如在對口鏜床上鏜削液壓支架大型結構件頂梁的鉸接孔時,如圖1所示,在鏜床的工作臺上利用參考線校正工件,先將頂梁吊放在工作臺上,盡量使其被加工的鉸接孔靠近工作臺上的參考線,參照工作臺的T形槽,利用撬棍頂擠頂梁,使其大體與工作臺的T形槽平行后,在頂梁鉸接孔的兩端分別放置一個直角尺,使直角尺垂直邊的底部對正工作臺上的參考線,分別測量圖1所示的頂梁兩側的L 、N 和H 尺寸,誤差大時再用撬棍適當調整頂梁,使頂梁兩側的L 、N和H 尺寸一致為止。如果偏差較大,就只能補焊了,防止頂梁中心線與鉸接孔的垂直度誤差太大而引起頂梁在使用過程中出現偏擺現象。同時,調整頂梁底部的楔鐵,使頂梁兩側的鉸接孔高度基本一致,防止出現頂梁毛坯孔的同軸度偏差過大而使鉸接孔的余量偏差過大,導致鉸接孔加工不成的現象。

          在普通鏜床工作臺上拉劃參考線也很有必要。在裝夾校正工件時,只要將工件的中心線對正參考線即可緊固工件,能大大提高工作效率。如果工件的中心線或端面線未滑到工件底部,可以利用在工件線位上懸掛線墜的方式,進行與工作臺參考線對正。當工件超出工作臺時,再利用標尺靠參考線和線墜的方式校正工件。

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          2. 利用精銑的鏜床工作臺側面校正和測量工件

          鏜床安裝調試完成后,利用鏜床自身的平旋盤將工作臺側面銑削0.3mm去平即可,以確保其工作臺側面與鏜床主軸回轉軸心線或平旋盤旋轉軸心線垂直,這樣可以利用該側面對工件進行校正或測量。如果削平工作臺的一面后,將主軸箱升起,工作臺縱向不動而只是回轉180°,再將主軸箱下降至原位置,工作臺橫向移動,銑削工作臺的該側面后,可以使工作臺銑削的兩側面能夠達到以工作臺回轉中心所在的橫向軸心對稱的目的。利用這組對稱面為基準裝夾和鏜削工件可以較好地提高工效。最好將工作臺的四個側面都精銑一下,做備用基準,并測量記錄好工作臺的長度和寬度尺寸,以備將來銑削工件平面時快速計算被加工工件沿床身縱向導軌方向的尺寸。例如在圖2所示工作臺側面應用實例中,將劃完加工線的箱體吊放在工作臺上,先用直角尺以工作臺A 面為基準測量箱體的中心線,使在A 面的兩端分別與箱體中心線的距離尺寸一致;然后再以工作臺B 面為基準,按照上述方式分別測量箱體兩端每個孔的毛坯面與工作臺B 面的距離,其偏差如果導致箱體的被加工孔無法完整加工時,可以適當地將箱體在機床縱向上調整一下,即調整箱體一端的中心線與工作臺A 面的距離,但不可使箱體內壁與安裝齒輪干涉,調整完成后緊固工件即可。如果箱體孔系的端面需要加工, 在沒有大型卡尺的情況下,可以借助工作臺的寬度尺寸L 、箱體寬度尺寸N、其側面到工作臺兩側面的距離M及W來確定箱體的加工余量G ,即G =L -N-M-W。

          3. 利用平旋盤裝刀鏜銑大型平面的接刀竅門


          利用平旋盤裝刀、工作臺橫向進給、鏜銑完工件的一半平面后再移動主軸箱鏜銑工件的另一半平面時,必須先弄清該鏜床的立柱導軌精度和工作臺橫向進給時在縱向上的偏移誤差,即主軸箱在升降過程中,其在縱向上的偏移情況和工作臺橫向進給時,其在縱向上的偏移情況。


          假如主軸箱下降后, 其裝夾刀頭向工件方向偏移,就先鏜銑工件平面的上半部(一般要超過工件平面高度的一半,利于鏜銑下半部時的對刀),然后在鏜銑工件平面的下半部時,將刀頭轉到平旋盤的上方,在鏜削完成的平面下方對刀。這是很精細的步驟,熟練操作可以減小機床精度誤差造成的平面接刀痕跡。如果對刀深了,工件平面的下半部將會低于上半部平面的高度而出現臺階;如果對刀淺了,工件平面的下半部將會高于上半部平面而出現臺階,所以對刀是關鍵環節。筆者在對刀時,先在對刀處的已鏜銑平面上用粉筆劃一下,用手擺動平旋盤,觀察刀尖對粉筆的劃痕,以剛接觸為最好。如果沒有粉筆,涂抹一層淺淺的潤滑脂也可以。對刀時,必須在工作臺待銑削平面的進給方向上,使工作臺的扭轉誤差與進給銑削時的扭轉誤差一致。對完刀后,鏜銑即可。假如主軸箱下降后,其裝夾刀頭遠離工件,就先鏜銑工件平面的下半部,對刀原理同上。

          另外,還必須選擇工作臺橫向進給過程中不發生“跟切”現象的運行方式,否則鏜銑的平面會產生臺階,即選擇工作臺的左進給或右進給方式。當然,可以通過調整床身導軌與工作臺導軌的楔鐵來決定工作臺采取哪種進給方式不發生跟切的問題。由于讓刀和導軌磨損等問題的存在,不發生跟切的現象是理想的,工作臺進給方向與平旋盤回轉軸心線絕對垂直也是不可能實現的。因此,將工作臺運行方向適當偏離其與平旋盤或主軸回轉中心線的垂直線是必須的。

          4. 鏜削具有“大小頭”隱患的大直徑深孔的各種接刀方法

          鏜削大型工件的深孔時,由于刀頭切削時間較長,導致刀尖磨損后造成所鏜孔直徑出現大小頭的現象,當孔徑公差較小時,后部孔徑有時會達不到圖樣要求,需要對此處重新鏜削,造成不必要的返工。

          如果是采用平旋盤裝刀桿鏜削大直徑深孔出現后部尺寸變小的情況,測量并標記(涂油或粉筆劃標記即可)孔徑小于圖樣要求的深度位置,再開動工作臺縱向進給,使刀頭送進到標記處,將平旋盤轉速適當提高一下,重新鏜削即可。注意觀察切削量大小,防止加工尺寸超差。這是借助于轉速提高后,平旋盤的刀座和刀桿離心力加大,使刀尖旋轉直徑變大的原理進行鏜削的。如果未鏜削到工件孔徑小于圖樣尺寸的孔壁,就將平旋盤刀座的緊固螺栓適當松一下,再進行鏜削。如果還是不行,就用錘子朝平旋盤外側輕輕敲一下刀座,再進行鏜削。根據經驗,通常只提高一下平旋盤轉速就可以使孔徑加工至所要求的尺寸。

          如果是采用主軸鏜削大直徑深孔發生上述問題的,在孔徑小于圖樣尺寸處涂油做好標記,并在孔口處涂油,然后用棉紗把油擦去,只留下油的痕跡,敲打刀頭后端,再將刀頭送進孔口油痕處,如果孔壁沒有刀尖劃痕,就繼續送進刀頭觀察,發現孔壁有劃痕后就退出刀頭,測量開始出現劃痕處的孔徑。如果此處孔徑尺寸為圖樣尺寸孔徑公差的一半,將刀頭開到此處進行鏜削后部孔徑即可。涂油法對刀便于觀察清晰刀尖的劃痕,以判斷“敲刀”的效果。

          5. 精鏜小直徑淺孔的妙招

          在精鏜齒輪架之類的銷孔時,由于其公差只有0.019mm,且孔長度通常只有20~40mm,一旦對刀失誤導致試鏜時孔徑增大, 孔壁就會出現臺階, 減少安裝銷軸與孔壁的接觸面積,影響裝配質量。由于該類孔徑公差太小,再加上刀桿較細且有油污,以及主軸錐孔亦存在油污的因素,精鏜刀根本無法定。因此,精鏜該類工件的銷軸孔要格外謹慎,這也是機械加工中難度較大的問題,一般操作工很難做好。筆者的經驗是:首先,將孔鉆削后進行粗加工和半精加工,直徑留0.15~0.25mm余量;其次,用精鏜刀試鏜并測量,如果尺寸小幾十微米,就適當敲一下刀頭,并手搖主軸,使刀尖在孔壁上“拉劃”一下,觀察劃痕,判斷刀尖的伸長量。如果感覺刀尖的伸長量較大,則需反向敲一下刀頭,再在孔壁拉劃,直到感覺劃痕與孔徑余量相當時,繼續試鏜、測量,直到合格為止。注意不要將刀頭裝夾得太緊,最好用紙將刀頭包一下,再安裝到刀桿方孔中, 以便于調整刀頭尺寸。如果孔徑只小0.01mm左右時,只需敲一下刀桿即可。盡量不要在試鏜時將孔徑搞大,以防止孔壁出現臺階。在主軸錐孔安裝已經定了刀尖鏜孔尺寸的精鏜刀桿后, 要在刀尖側敲一下刀桿,防止將孔鏜大而使孔壁出現臺階,這是關鍵。

          6. 預防鏜削軸承座孔橢圓的竅門

          在鏜削完軸承座而卸下工件后,測量其軸承孔時,有時會發現孔徑產生橢圓的現象。究其原因,主要是由于鏜床工作臺臺面出現了磨損,致使軸承座底面與工作臺臺面不完全接觸,當用壓板壓緊軸承座后,軸承座兩端的壓緊處會產生向工作臺臺面的變形,導致其軸承孔在鏜削過程中存在一定的變形隱患。當精鏜完軸承座的軸承孔卸下工件后,其底面會返回原始狀態, 隨即其孔亦會出現橢圓變形,導致軸承座的軸承孔在水平方向尺寸變小、垂直方向尺寸變大的問題。因此,當精鏜軸承座內孔時,必須在軸承座底部與壓板對應的部位墊20mm寬、長度稍大于軸承座底部寬度的薄鐵皮,且不要將壓板緊得太狠,緊固軸承座前在其外圓處將軸承座錘擊幾下,釋放一下其在粗加工時留下的內應力,消除變形隱患。

          7. 預鉆中心孔的高效措施

          在應用數控鏜或加工中心預鉆各個螺紋孔的定位孔時,為提高鉆削進給速度,防止折斷中心鉆鉆尖的問題,最好將廢舊中心鉆的鉆尖磨去,磨成與普通小直徑鉆頭鉆刃相似的方式,既能提高中心鉆鉆削定位孔的速度,且不存在折斷鉆尖的問題。

          8. 翻動大型工件防止崩斷吊繩的起吊方案

          在鏜削大型工件過程中,有時會遇到需要翻轉工件的情況。在翻轉大型工件時,工件翻轉后有時會將吊繩崩斷,存在著一定的安全隱患, 且導致輔材的浪費。筆者經過認真研究,找到了發生這種問題的原因:工件翻轉后在繼續極速下落過程中,由于吊繩的長度不夠,導致被崩斷。特大型的工件有可能導致將行車拉壞的隱患。所以, 翻轉大型工件時,必須根據工件翻個后吊繩隨工件運行的軌跡來計算吊繩“跟跑”的長度。如果將吊繩由工件底部穿過,纏繞到掛繩處,是防止翻轉大型工件崩斷吊繩最牢靠的方法。

          9 . 高效粗鏜刀桿的設制應用

          在粗鏜直徑300mm以下的孔時,機床的功率通常都達不到80%,如果在轉速一定的情況下再提高鏜削進給量,刀具容易被折斷。為此,筆者設制了一種新型刀桿, 在提高鏜削進給量的情況下,杜絕了刀具被折斷的隱患,大大提高了粗鏜的效率,并且鏜削過程中斷屑效果也很好。該刀桿是在通常刀桿的主體上安裝刀頭的方孔口處,組焊一個加固刀頭強度的支撐塊,使其支撐刀頭伸出刀桿的部分,以提高刀頭的強度,加大鏜削用量,提高粗鏜工效。

          注意組焊支撐塊時,必須使其能夠有效頂住鏜削過程中的刀頭;粗鏜刀頭的刀尖角圓弧半徑要適當加大,防止加大鏜削進給量后使刀尖折損。

          10. 刀頭切削發熱對精鏜鋁質件大直徑深孔尺寸的影響

          在精鏜鋁質工件大直徑深孔的過程中,曾經遇到被鏜削孔發生后部尺寸微量增大或超差的現象。一般在鏜削鋼質件或鑄鐵類工件的過程中,由于刀尖的磨損往往導致被鏜削孔后部尺寸發生變小的現象,而鏜削鋁質工件內孔卻發生了變大的問題。為此,筆者經過認真分析,找到了發生這種反?,F象的原因及克服辦法。在鏜削大型鋁質工件大直徑深孔過程中,由于工件體積較大,不會因較小的精鏜切削熱而出現升溫的現象,但刀頭卻因切削時間較長而發生微量的熱膨脹增長現象,致使被鏜削孔后部尺寸發生微量增大的情況。刀頭采用45鋼焊接硬質合金刀片制作,在鏜孔直徑為380mm時,取其影響孔徑尺寸的長度為190mm,在鏜削后期其溫度平均約為40℃左右,相對于初始切削時的環境溫度(刀頭當時的溫度)20℃增加了20℃,刀頭線膨脹系數為10.6×10-6~12.2×10-6/℃,其影響孔徑尺寸部分長度增長量約11×10-6×190×20=0.041 8(mm),即孔半徑尺寸增大了0.041 8mm,則直徑增大0.083 6mm。當然,刀尖在切削過程中也會發生一定的磨損,通常增大量達不到該數值,但確實也發生了微量增大或超差的現象,給工件的加工質量帶來了嚴重隱患。為此,在鏜削鋁質工件的大直徑深孔時,要堅決防止刀頭發熱,必須充分使用切削液進行冷卻。

          11. 鏜床平旋盤的刀座及刀桿在鏜削旋轉中的離心力對鏜孔精度的影響

          在利用平旋盤刀座進行裝刀桿及刀頭鏜削工件的大直徑內孔或外圓時,平旋盤的刀座及刀桿在鏜削旋轉過程中,必然會因偏心引發一定的離心力,從而導致刀尖的旋轉直徑出現微量增大的現象,致使被鏜孔孔徑或外圓發生增大的現象。因此,要適當調整刀座的位置,盡量減小其離心力。當然,也可借助該現象,增加平旋盤轉速以增大偏心力,使刀尖旋轉半徑增大,來完成對已鏜削孔徑“變小”的快速修復。

          12. 鏜削支座類工件軸承孔時軸承孔中心高度尺寸出現偏差的原因及預防措施

          通常支座類工件的軸承孔中心至其底面的高度精度相對要求較高,在鏜削該類工件時,根據圖樣標注的其中心高尺寸,利用鏜床主軸和深度尺調整主軸箱高度,以確定鏜孔中心高度。具體方法為:先將主軸伸到工作臺臺面上方,用深度尺測量主軸至臺面的距離。此時主軸中心至臺面的距離N =深度尺測量值M -主軸的半徑R 。如果支座軸承孔中心高為H,則再將主軸箱升高L =H-N。精度很高時,可以借助千分尺及定位塊定位測量主軸箱升降距離。

          但是,按照上述方式調整主軸箱高度后,加工支座的軸承孔中心高會有不符合圖樣要求的情況。究其原因,有以下幾點:①工作臺臺面的平面度誤差較大。②主軸有微量彎曲或偏心。③數顯類主軸箱在測量主軸中心高時,存在反向間隙和鎖緊變化。④ 普通類鏜床存在鎖緊主軸箱后,主軸箱有微量升高現象。⑤深度尺精度差。⑥工件底面不平或有毛刺。

          針對上述問題可分別采取如下預防措施:①將表座吸附在主軸上,分兩種情況進行校對,當主軸進給鏜削時,利用主軸進給方式,校對一下支座底面兩端寬度方向上所接觸的工作臺臺面的平面度誤差,在低點處墊相應厚度的紙片或鐵皮, 使其與臺面達到同一個水平高度;當工作臺進給鏜削時,利用工作臺進給方式,按照上述方法校對臺面高度差,墊平即可。②將主軸旋轉180°,分別測量后取深度尺的平均測量值。③將主軸箱在升起狀態下鎖緊后,用深度尺測量主軸至臺面的高度,鏜削支座軸承孔時,主軸箱也是在該狀態下鎖緊。④先將主軸箱鎖緊,后測量主軸至臺面高度,并在升起主軸箱后鎖緊主軸箱時,認真觀察主軸箱的偏移量,用鎖緊力度微量調整至要求。⑤選擇精確的深度尺。⑥徹底清理工作臺臺面和工件底面的雜質。

          13. 利用CAD繪圖標注孔位尺寸鏜削制動輪圓周分布孔的方法

          在應用數控鏜床、坐標鏜床或數顯鏜床鏜削制動輪的圓周分布孔時,以往多是采取劃線后加工或模板定位加工的方式,但這些鏜削方式既浪費了劃線工序或模板,又給鏜孔時的找正孔位線工部帶來許多麻煩,且還需要校對各孔對制動輪中心孔的中心距及等分孔邊距,特別費時、費力,加工質量也不穩定。經研究,采取先用CAD繪圖功能對制動輪圖樣進行繪制,并以制動輪中心為原點標注各圓周分布孔的中心坐標值,再在鏜床上裝夾制動輪并校正其中心孔,然后直接按照圖樣標注的圓周分布孔的孔位至制動輪中心孔的坐標值開動工作臺和主軸箱,進行鏜削即可。

          14. 鏜削板材組焊件內孔發生崩刀的原因與解決措施

          鏜削板類組焊件孔時,很容易發生刀尖崩折的現象,俗稱“打刀”。這主要是由于板材孔在鏜削過程中很容易發生彈性變形,在板材孔即將被鏜透時,該板材孔口部位會由于抵抗切削變形的余量厚度的減少而突然發生彈性“復原”帶來的高速沖擊現象,很容易造成板材孔終端切屑或余量將刀尖“擊毀”的情況。經實踐驗證,采用主偏角為60°~75°的YG8硬質合金刀頭,以過渡切削孔口部位緩解板材變形的方式能較好地克服上述缺陷。如果板材強度不高,也可采用高速鋼刀頭。注意刀頭的圓弧半徑要適當加大,以增加刀尖的強度。

          15.高速鋼刀頭鏜沉孔或止口時的切削刃修磨方法

          利用速鋼刀頭鏜削工件安裝螺母的沉孔(即刮削止口)時, 往往會存在較大的切削阻力,導致刀桿很容易在裝刀頭的孔槽處發生折斷的現象。高速鏜床為克服這種現象,采取將刀頭的前角加大的方法。前角通常磨成45°左右,并且不磨斷屑刃,使刀頭達到絕對的切削輕快,有效杜絕上述問題的發生。同時,具有該種切削刃的刀頭還可適當增大切削深度,提高鏜削效率。但必須在切削過程中澆注切削液。

          16. 鏜削板類組焊件防止

          刀尖崩碎的措施在鏜削板類組焊的工件孔時,如果刀頭的主偏角太接近于90°,就會在鏜削過程中發生崩刃現象。主要原因是板類工件在鏜削過程中,由于受到刀具的軸向推力而發生軸向的“讓刀彈變”現象,當鏜刀接近被鏜削板的孔末時,由于主偏角太接近于90°的鏜刀的吃刀量突然變小,必然引起被鏜工件的鋼板陡然反彈,鏜刀會迅速扎出被鏜板孔,瞬間大大加大了鏜削的進給量,后續被鏜的孔板亦會突然撞碰在刀頭上,從而導致鏜刀發生崩刃現象。因此,在鏜削該類工件時,最好采用主偏角為70°左右的鏜刀,使每個孔板的鏜削余量逐漸減少,并使鏜刀逐漸過渡地切入到后續板孔中,以防止發生崩刀現象。另外,還要適當加大刀尖圓弧,同時,將刀頭磨為10°以上的前角,以減小鏜削阻力,減小鏜削過程中的工件變形量。

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