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硬车削加工淬火钢内孔刀具-CBN镗刀

发布日期:2020-05-27 16:40:46

导读:机械零件本身有许多各种各样的孔 ,如油孔、工艺孔、减重孔等。按几何特征的不同,可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等。
        机械零件本身有许多各种各样的孔 ,如油孔、工艺孔、减重孔等。按几何特征的不同,可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等。孔加工刀具尺寸由于受被加工孔径的限制,刀具横截面尺寸较小,特点是用于加工小直径孔和深径比较大的孔的时候刀具更难选择,那么经过淬火后的钢件内孔如何选择刀具精车加工呢?

孔加工1.jpg 

第一部分:孔加工技术要求及孔加工刀具特点

1孔加工的技术要求

在孔加工过程中,应避免出现孔径扩大孔直线度过大、工件表面粗糙度差及钻头过快磨损等问题,以防影响钻孔质量和增大加工成本。应尽量保证以下的技术要求:

1)尺寸精度:孔的直径和深度尺寸的精度;

2)形状精度:孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度;

3)位置精度:孔与孔轴线或孔与外圆轴线的同轴度;孔与孔或孔与其他表面之间的平行度垂直度等。

同时,还应该考虑以下5个要素:

(1)孔径孔深、公差表面粗糙度孔的结构; 

2)工件的结构特点,包括夹持的稳定性悬伸量和回转性;

3)机床的功率转速、冷却液系统和稳定性;

4)加工批量;

5)加工成本。

2孔加工刀具特点

①大部分孔加工刀具为定尺寸刀具,刀具本身的尺寸精度和形状精度不可避免地对孔的加工精度有重要的影响。

②孔加工刀具尺寸由于受到加工孔直径的限制,刀具横截面尺寸较小,特点是用于加工小直径孔和深径比(孔的深度与直径之比的数值)较大的孔的刀具,其横截面尺寸更小,所以刀具刚性差,切削不稳定,易产生振动。

③孔加工刀具是在工件已加工表面的包围之中进行切削加工,切削呈封闭或半封闭的状态,因此排屑困难,切削液不易进入切削区,难以观察切削中的实际情况,对工件质量、刀具寿命都将产生不利的影响。

    ④孔加工刀具种类多、规格多。

镗刀2.jpg 

第二部分:内孔加工刀具选择

内孔加工有两种形式,一种是本身机械零件上就有孔,只需对其进行扩大,加工到尺寸即可,常用刀具有镗刀,铰刀,丝锥等。另一种则是本身机械零件上有没有,需要加工出一个孔,  这种常用刀具有钻头,铣刀等。

孔加工.jpg 

1、镗刀镗内孔

    镗刀是镗削刀具的一种,一般是圆柄的,也有较大工件内孔比较大的使用方刀杆(车刀代替镗刀加工),专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。因装夹方式的不同,装配镗刀的刀柄有方柄、莫氏锥柄和7:24锥柄等多种形式。

    镗刀最常用的场合就是内孔加工,同时还有外圆镗和端面镗。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。

镗刀1.jpg 

2、铰刀铰孔

    铰刀用于铰削工件上已钻削(或扩孔)加工后的孔,主要是为了提高孔的加工精度,降低其表面的粗糙度,是用于孔的精加工和半精加工的刀具,加工余量一般很小。

    铰刀有一个或多个刀齿组成,铰刀有手用铰刀和机用铰刀,手用铰刀一般材质为合金工具钢(9SiCr),机用铰刀材料为高速钢(HSS),同时机用铰刀还可提供超硬材质铰刀,在高速钢或合金钢的集体上镶嵌上超硬材料,可铰削高硬度材料或高精度要求工件。

铰刀.jpg 

3、丝锥攻内孔螺纹

    部分工件内孔属于螺纹孔,需要攻丝,此时就需要丝锥进行攻丝,对于小尺寸的内孔攻螺纹来说,丝锥几乎是唯一的加工刀具。

    丝锥的种类有:手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥、挤压丝锥等。同时如果工件硬度较高的话,可以采用涂层丝锥。  

4、钻头钻孔

   钻孔刀具有麻花钻,深孔钻,扩孔钻,中心钻和定心钻。

   其中麻花钻是最常见的孔加工刀具,它可在实心材料上钻孔,也可用来扩孔,

   深孔钻则用于长径比 (L/D) 大于5的深孔,其深孔钻便于切削液注入,轻松排屑。

   扩孔钻,是将工件上已有的孔 (铸出、锻出或钻出的孔) 扩大的加工方法。加工中心上进行扩孔多采用扩孔钻,也可使用键槽铣刀或立铣刀进行扩孔,比普通扩孔钻的加工精度高。

钻头 (2).jpg 

5、铣刀铣孔

    铣刀铣孔同样也分为两种,一种在机械零件上没有孔,需要铣出来一个孔,另外一种就是本身零件有一个孔,需要扩大处理,可采用键槽铣刀或立铣刀进行加工。

立铣刀.jpg

第三部分:淬火钢内孔加工刀具-CBN镗刀

淬火钢内孔加工刀具有两种结构形式,一种是机夹数控刀片,配合数控刀杆使用,可以在普通车床,数控车床,加工中心上使用。另一种是高精密小镗刀,属于非标定制产品,一般内孔小于10mm选择此类镗刀。

针对淬火钢内孔加工,采用CBN材料刀具精车效果更为理想,如BN-H10,BN-H21,其中CBN镗刀片常用型号有:CNMN120408,CCGW060202,CCGW060204,CCGW060208,CCGW09T304,CCGW09T308,TCGW090204,TCGW0908等。

CBN刀具.jpg

针对10mm下的淬火件内孔,采用CBN精密小镗刀,最小可加工2mm左右内孔,配合镗刀杆使用,此类CBN镗刀为非标定制的焊接刀具,需根据实际加工现场情况确定CBN镗刀图纸进行定制,CBN镗刀材质有BN-H10,BN-H21等。

小孔镗刀_副本.jpg 小镗刀4-1_副本.jpg

BN-H05材质CBN镗刀加工淬火钢齿轮内孔参数

齿轮材质:20CrMnTi

齿轮硬度:HRC58-62

刀片型号:BN-H05 CNGA120408

切削参数:Vc=180m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.1mm

加工方式:干式切削

结果:BN-H05材质PCBN刀片相较于其他品牌CBN刀片,表面粗糙度稳定在Ra0.8以内,刀具寿命也提高45%以上。

齿轮硬车削加工图片1.jpg

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