平底盲孔的數控加工

杜羽

摘 要：平底盲孔作為孔類加工的難點，在數控加工中問題更加突出，因為數控機床是嚴格按照編輯的程序執行，生產過程中沒有智能性，不能夠靈活的進行改變，且平底孔加工有其特殊性，在生產實踐的過程中，必須了解其特點，提高毛坯孔的鉆孔精度，采用更加有效的鉆孔方法，盡量保證工件尺寸的一致性和穩定性，選用合適的刀具結構和刀具角度參數，選用更加合適的數控編程程序，才能安全有效的進行生產，發揮數控機床的優勢，提高生產效率，避免生產中問題的產生。

關鍵詞：平底盲孔 數控加工 鉆孔深度

中圖分類號：TG52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0070-01

1 平底盲孔在數控生產加工中存在的問題

數控車在大批量生產中，具有高速、高效、高精度、高可靠性、高穩定性、高一致性的顯著特點，因此在生產加工領域應用越來越廣泛。但是在深孔加工和平底盲孔加工方面，存在一定的困難。因為，數控車在運行中，是嚴格按照編程指令進行加工，如果加工過程中，工件毛坯外形出現特殊情況，例如，鑄件、鍛件外形不規則、澆口，尺寸變化大等現象，特別是內孔加工時，鉆孔深度存在誤差或者是加工平底盲孔時，加工易震動和產生噪音，或者是切削力不均勻、變化大等方面的影響。普通車床能夠根據具體的加工情況，而進行靈活的改變，在特殊情況下可以不使用機械自動進給，而采用手動進給，能夠根據手動進給的手感而隨時進行調整。而數控車床不能夠根據實際加工的情況進行變化，而是嚴格按照機床內事先編輯的程序，進行加工，如果出現問題的的話，可以調整的有車床轉速，進給速度，而進給量和加工走刀路線是不能夠變化的，如果強行進行加工，嚴重時會造成損壞車刀和機床的事故發生，因此孔類零件的加工一直是數控加工的一個難點。

2 造成以上問題的原因

內孔加工較外圓加工而言，由于受到孔徑大小的影響，內孔刀的刀桿截面積不可能很大，內孔刀具較外圓刀具的剛性要差，切削用量不能大，容易在加工中出現震動和噪音的現象，且粗糙度不易保證。在加工平底盲孔時，這種情況更加突出，加工盲孔時，由于要車削孔底，因此內孔刀主偏角>90°，一般為92°～95°，副偏角為6°～8°，造成內孔刀刀尖角較小，強度較差；由于孔底需要車平，車刀需要車削至工件內孔中心，則車刀的退刀量更大，刀尖至刀桿外側的距離要小于內孔孔徑的1/2，更加消減了內孔刀的截面積，造成平底盲孔的剛性更差，容易產生崩刃、車刀損壞和加工中讓刀的現象。孔類零件在加工時，由于刀具在孔內，且有的孔較深，加工情況不易觀察，不能夠及時的進行調整；孔類零件的測量較外圓零件測量困難，且測量誤差要比外圓大；由于刀桿強度的不足，孔類零件，特別是深孔零件，在加工時容易出現讓刀的情況，出現錐孔的現象。因此，平底孔的加工又是孔加工的一個難點。

內孔在車削前，需要鉆削底孔，底孔的鉆削精度不高，深度控制不夠嚴格，很容易出現鉆孔深度不一致的情況，一般使用尾座鉆孔時，控制深度公差為-2～0mm。若使用普通標準麻花鉆時，底孔為120°錐度，以FANUC系統為例，不論數控程序使用的是G01直線進給，還是用G90內外徑切削循環，或者是G71復合循環，對于平底孔，都是采用縱向進給，即平行于主軸方向進給，且起刀點為工件中心，即車床主軸中心，錐形底孔的存在會導致主切削刃尾部或刀桿處擦碰錐面，造成內孔刀扛刀的情況，如果強行進給，則車刀會劇烈發震，伴隨有車削噪音，導致加工表面粗糙度差，易崩刃，嚴重時直接折斷車刀，造成設備損壞和人員事故的發生。當使用平底鉆或群鉆進行鉆孔時，雖然沒有孔底錐度的情況，加工條件較普通麻花鉆要好，但是由于鉆孔深度誤差的存在，會導致縱向進給至孔底時，由于盲孔車刀主偏角的角度特殊，切削至孔底時，參加工作的切削刃過長，震動加劇且內孔車刀剛性較差，容易發生車刀崩刃情況的發生。

3 加工中改進辦法

鑒于以上情況的存在，數控車在加工平底盲孔時，要注意以下幾點。首先，在車刀選擇上，盡量增加內孔車刀的刀桿直徑，增加內孔車刀的剛性，選用較好的刀桿結構；刀柄伸出越長，內孔車刀的剛性越低，容易引起震動，應盡量減小刀柄的伸出長度，刀柄的伸出長度只要略大于孔深即可，一般比被加工孔長3～5mm即可。當加工孔徑<20mm時，如果條件允許的話，可以選用可轉位機夾內孔車刀。可轉位內孔刀的刀體材料優于普通需刃磨的硬質合金車刀刀體，刀桿剛性較好，關鍵是采用了小刀頭，當刃磨小刀頭內孔車刀時，彌補了刀頭部分焊接面積小、粘接性能差的缺陷，改變了刀頭受力情況差，易脫焊的情況，大大增加了內孔刀的剛性。其次，內孔刀在刃磨時，在強度允許的情況下，刃磨卷屑槽時，盡量采用大的前角，力求鋒利，減小切削力。再次，對于平底孔的加工，如果圖紙沒有專門要求的話，盡量保留底孔中心的錐度部分，錐度部分越大，加工越容易，可以有效的降低加工難度，如果有技術要求的話，盡量保留中心部分2～4mm的橫刃小坑。可以降低車刀車至中心處的崩刃幾率。然后，嚴格控制鉆孔深度，采用一些特殊加工工藝，例如（1）對工件采用軸向定位，然后尾座位置固定，尾座套筒采用擋鐵限位，來控制鉆孔深度，鉆孔深度尺寸精度控制在-1.5～-0.2mm內。（2）刀架安裝專用鉆套，用數控編程進給控制，或者是普車縱向進給大刻度盤，來控制鉆孔深度。提高鉆孔的深度尺寸精度。盡量保證工件的一致性，在使用底孔工件時，要對鉆孔毛坯工件進行每件必測，特別是孔深，絕對要避免特殊尺寸工件的存在。對于孔深有差別的工件，要進行分類，或者進行二次鉆孔修正。分類后，修改數控車床的加工程序，用以加工特殊尺寸的工件，確保加工中的萬無一失。由于盲孔內孔加工中的特殊性，在平底內孔的加工中，應減少切削用量，首先要降低轉速，車內孔時的轉速比車外圓時低10%～20%，其次是減小切削深度，最后根據實際加工情況，選用合適的進給量。平底盲孔的車削中，內孔刀的安裝高度必須與工件的回轉中心等高或稍高一些，以保證能將孔底車平。最后，解決內孔刀的排屑問題。車盲孔時，為防止切屑堵塞內孔，則要求切屑從孔口排出（后排屑），主要采用負值刃傾角內孔車刀。要求切屑呈螺卷狀斷屑，而不能形成帶狀切屑，否則會纏繞到刀頭、刀柄上，易造成車刀崩刃。所以要求車刀磨有0°～2°的刃傾角，并磨有斷屑槽，以適用于平底孔和臺階孔的車削。

4 結語

綜上所述，以上方法目的都是盡量避免數控車在加工平底盲孔的過程中，產生的各種問題，只要嚴格按照上述方法進行加工，就可避免加工中出現的很多問題，使得生產可以順利進行，從而達到提高生產效率和避免設備和人員傷害的目的。

參考文獻

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