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锯床技术

[苏州锯床修理] WMEM |发动机深孔加工技术

日期:2019-06-18 15:41:41
2019年6月3日09: 57: 03来源:《世界制造技术与装备市场(WMEM)》2017年第2期点击:4596 [机器业务网络专栏科技新闻]深孔加工一直是金属切削的难点。使用传统技术可能会导致诸如枪钻断裂和断裂等问题。通过改进枪钻的结构,可以用导向带对其进行高强度分度,并采用断屑器,使切屑更加平滑,彻底解决了破损和碎裂的异常,提高了加工质量。   近年来,中国东部的一家工厂自主研发了低油耗,高功率,高可靠性的重型柴油机,赢得了用户的青睐。气缸体上有许多深孔,用于冷却水路或润滑油通道。其中一个是26毫米275毫米。为了提高设备的利用率,降低投资成本,传统的专用机床解决方案被废弃在设计方案中,GROB的高速加工中心是从德国进口的,但可修复的枪钻的寿命往往很低,很破碎。高刀率问题。   1.加工条件  加工设备:德国GROB G700加工中心  枪钻:单刃焊枪钻头26mm 546mm  刀架:GUHRING HSK100-A侧面实心锁定  切削液:FUCHS水溶性乳液ECOCOOL 68CF2W,乳液浓度:8-10%  内部冷却流量压力:75L/min,4MPa  切削参数:底油孔,孔径26mm,孔深275mm,速度1041r/min,线速度85m/min,进给速度240mm/min,每齿进给0.23mm  过程要求如图1所示。  图1 井底深孔处理要求   2.实际使用中的问题  生产线投入使用后,德国生产了枪钻工具,以确保这种深孔加工的质量稳定性。但是,在实际使用中,经常会出现切屑和破损刀(见图2)等问题,导致刀具丢失和零件报废。  图2 枪钻断刀  统计使用该工具在过去六个月的过程中:累计使用枪钻230次,它中断了刀15次,切削率达到6.4%,刀具异常损失达到数万次。此外,为了减少发动机的自重,缸体采用精密薄壁铸造工艺。测量深油孔后,厚度小于5mm。因此,在破碎刀发生之后,由于铁屑和硬质合金尖端而容易挤压。孔的壁被破坏,导致整个缸体的刮削,在过去的六个月中造成了6件工作废料。   3.原因分析  通过组织技术人员分析刀具寿命和异常损坏状态。同时,通过机床附带的主轴监控系统分析加工过程,进一步分析深油孔加工和切削的原因,主要是:  (1)枪钻的边缘严重磨损。通过观察更换的枪钻,发现枪钻的主切削刃,侧刃和后刀面磨损更多,轴向磨损超过2mm,这增加了钻头钻孔过程中的切削阻力。刀风险。  钻头严重磨损,与枪钻涂层不足有很大关系。缺少涂层可保护刀头硬质合金基材免受隔热和润滑,并且其磨损会急剧增加。由于刀头和枪体需要焊接枪钻,两种材料的高温变形决定了精磨后不能进行涂覆过程。  (2)芯片去除不顺畅。在分析和分析机床设备监控系统的数据时,根据工具布局图,发现机床的冷流/压力要求为75L/min和4MPa,但最多可达20次过去半年内部冷却高压报警,伴有报警信息。之后,将发生主轴负载报警和断刀的发生。 在 之后,进一步分析机床主轴的负载曲线,并比较正常加工和断裂部件的负载监控曲线,发现(见图3),正常加工工作主轴加载新工具上下波动范围35- 55%,整个加工过程呈线性均匀曲线,两个工件之间的波动幅度小于5%;当内部冷堵时,破碎的叶片载荷监测模式会不断增加,一般达到70%,钻头焊接部分会扭曲。在此过程中,负载在45-70%的范围内波动,振幅达到25%。破碎工件孔内的大量铁屑也证明切屑不平滑,铁屑堵塞。钻一把破刀的主要原因之一。 (a)正常加工                           (b)切刀时  图3 主轴负载监控图   4.优化改进计划  对于上述研究,切削刃处没有涂层保护,并且在加工过程中存在切屑问题。确定后续改进和优化方向和措施有两个主要原因:  (1)提高芯片疏散性能。通过增加内部冷却压力或流量来提高排屑性能。  (2)增加工具的耐磨性。在不改善工具材料的情况下进行涂覆过程。  (3)加强小腿的力量。使用更高强度的刀柄增加了钻头的刚性并防止刀柄在加工过程中断裂。  (4)提高断屑效果。优化切削刃形状并改变铁屑的形状,使其更容易去除切屑。  其中,提升芯片性能方案得到改进。如果内部冷却压力增加到6MPa,则需要更换螺杆泵,并且成本高。因此,考虑通过改进工具结构来改善切屑去除效果。  经过与德国技术专家的讨论,结合其实际应用案例,决定使用可转位刀片+带有导杆夹杆的刀具计划来优化刀具。具体结构如图4所示。  图4  1,4,7 - 螺钉  2,5,8 - 索引刀片  3向条  6条   5.工具测试过程  在测试工具就位后立即组织工具测试。在第一次根据原始参数和寿命测试,并规范原始强制换刀寿命后,尝试进行极限寿命试验,以进一步探索工具潜力。刀具寿命在一定程度上得到了改善。  新的索引工具功能如下:  (1)柄部采用高强度合金钢代替普通钢管,强度提高50%。乔木成为一种可以反复使用的耐用产品。  (2)两级30mm磨削高精度硬质合金棒用于在加工过程中保持刀具支撑和平衡,导向杆自动导向后续加工,确保深孔具有更好的孔径和平直度。  (3)采用3片复合TiAlN涂层和断屑槽可转位刀片形成主切削刃,具有更好的耐磨性和错误的齿排列。 26mm内铁屑分为6个部分,与原始部分相比。枪钻的4个部分具有较短的铁屑和在叶片前面的压力断屑器,这更有利于切屑的去除。  具体工具和切割位置如图5所示。  图5 优化的索引工具和切割位置   6.持续改进  试验初步成功后,继续分析叶片微裂解的异常情况,发现深孔在中间部分有一个10mm的交叉孔和一个底部通孔,并且有孔和处理到零件时单打。边缘切割影响,通过NC程序的优化,采取分段进给。通过在使用后观察刀片,发现刀片失效形式是正常的。  结论  新的可转位刀片式枪钻在半年后总共进行了201次换刀验证。可以加工的平均孔数达到118,并且没有破刀,这消除了由于破刀问题导致的工件报废。同时,可转位刀片易于快速调整,无需磨削;加工周期也从之前的69.5s减少到59.5s,每个工具的成本约为1.05元,这是显而易见的。  将进一步推广使用可转位刀片枪钻。  (原标题:WMEM |发动机深孔加工技术) (来源:《世界制造技术与装备市场(WMEM)》2017年第2期)
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