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精密孔加工结构及问题分析

发布时间:2018-02-27   点击次数:596次
  精密孔加工机床传统铰孔,机床上铰孔效率高、稳定性好,理论上弥补了手工铰孔时与待加工孔的垂直保障问题,能够更好地保证孔径公差。需分工步而进行,钻镗底孔、铰孔,机床与刀具的连接系统定位误差,铰孔与原底孔存在位置偏差,易导致孔径超差,机床主轴、铰刀刀柄、夹头、卡簧、铰刀之间连接等均有不同程度的偏差,加工状态铰刀与主轴中心有一定的偏心量,加工模式形同镗刀加工,这也是为什么机床铰孔直径经常大于铰刀实际尺寸的原因所在,偏心量越大,加工出来的尺寸相对越大。
 
  精密孔加工零件结构及问题分析,某机匣类零件结构,该零件为薄璧环形件,材料2Cr13,材料硬度HBS=241-341,直径530mm,加工工艺较为复杂,经分析主要存在如下难点,孔直径公差严,共2组孔40处ф5.4-0.024/-0.016,40处ф6-0.016/-0.024,80个孔公差0.008mm,孔位置度要求0.1。精度要求高,加工过程中刀具磨损、主轴跳动、切屑参数的微小影响,都易导致孔径公差0.008mm超差,孔数量多,加大加工难度。由于孔公差严,在*个孔径加工调整后,后续孔径加工由于各种因素影响也会发生变化,如:刀具磨损、温度影响、冷却液影响、工作台区域性精度影响等。加工中可变因素的累积影响往往超过孔径公差0.008mm要求,因而需要细心研究分析,寻找zui佳加工方案。40处ф5.4-0.024/-0.016是精密台阶孔,台阶处有倒角,增加尺寸精度保证的难度。刀具设计要增加端面刃,加工过程刀刃切削孔径的同时切削孔端面,是一个复合加工形式,径向与轴向的受力不均极易导致孔径超差。
 
  研究内容,工艺技术研究:工步设计,钻、扩、镗、铰等工艺的顺序安排、余量设定、加工参数试验与选择。整个加工过程中镗铰孔工艺对于尺寸一致性的控制研究。镗、铰孔复合加工技术研究。加工过程中刀柄与主轴连接对孔径尺寸精度的影响研究。本项目孔径公差0.008mm,属于高精度精密尺寸,按常规的镗铰孔工艺方法保证不了该公差要求。数控镗床一般的铰孔加工能力,可以达到0.02mm,再提升则难度非常大,即使铰刀尺寸非常合理准确,也无法保证孔径公差。
 
  经过分析,关键在于铰孔时的孔位“对正”误差,导致孔径易变大。在镗孔与铰孔两个工步之间,会有重复定位误差,这由机床的自身精度所决定的。另外,主轴与刀柄的链接、不同刀具、不同工步之间的误差,均会引起工步间的孔位不“对正”,结果就会出现加工完成后,孔径部分合格部分偏离公差范围,一致性较差。对于公差0.02~0.05mm的孔径,这个精度可以加工出合格零件,但对于本项目零件要求的公差0.008mm,则无法满足要求。所以,本项目要解决的关键技术点是,消除铰孔与镗孔间的孔位“对正”问题。
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