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笔者经多年对机械加工进行研究、摸索并与国内诸多同行业人士交流, 于应用镗床镗削工件的长期实践里, 总结出诸多利于提升工作效率以及保证产品质量的窍门。现介绍一些应用镗床镗削工件时的经验与窍门, 旨在推动引发大家共同交流学习镗工业务知识的热潮, 进而进一步促使并提高镗床操作工尤其青工的技术水平, 提升工作效率, 进一步确保产品质量。
1. 镗削超大型工件的辅助基准设置
在应用镗床对工件进行加工的进程当中, 有时会碰到这样的状况, 即被加工工件的加工平面, 以及平行孔系的孔距超出了本镗床的加工范围, 这种情况下, 需要先对工件的部分孔系或平面实施镗削操作, 之后再把工件进行吊移, 并且在校正并夹紧之后, 镗削其另一部分孔系或平面, 如此便出现了二次装夹工件的问题。而二次装夹工件时的校正方法, 是关键环节。通常状况下, 在进行吊移工件之后, 一旦校正完成了工件的已加工孔系或者平面, 就意味着能够开动工作台去加工剩余的孔系或者平面。然而, 却忽略了这样一种情形, 那就是因为机床工作台存在偏载, 以及导轨间隙等诸多问题, 使得工件会随着工作台的变化而发生水平方面的改变, 进而导致后续镗削的平面或者孔系的中心线，与先前镗削的平面或者孔系的中心线, 不在同一个平面之内, 或者平行度不符合图样所要求的状况, 最终致使各孔中心高度与工件的底平面距离出现不一致的现象。所以, 当镗削工件前部的孔系或者平面之际, 要同步进行镗削, 镗削出一个辅助校正平面, 将其用作后续加工时的校正基准, 能够在工件外部预先开展加工, 得到一个水平方向的校正面, 或者点焊一块辅助板, 并且在辅助板上加工出一个水平方向的校正面, 以此作为后续的校正基准, 这便保证了工件在前后加工进程里的基准保持统一。拥有这个辅助基准以后, 在镗削工件后续的孔系或者平面之时, 能够借助调整工件的辅助支撑架, 来调节工件的高度, 以便校正辅助基准, 使其与前期加工工件时的状态达成统一, 之后夹紧工件, 进而镗削工件后续的部分。
2. 垂直度误差超差的解决办法
在应用镗床加工工件垂直孔系之时, 要先校正镗床工作台回转精度。倘其回转后定位精度不准确, 那就得校正工作台回转垂直度准确无误, 之后才可加工工件在工作台旋转后的后续部分。当然可为校正工件已加工孔系或平面对工作台回转精度进行定位。然而, 必须遵照后续加工工件的工作台或主轴进给方式予以校正, 还要对工作台位置进行定位。要是借助主轴来装刀杆镗孔, 需先把工作台移至工件的被加工孔大致跟镗床主轴呈同心之处, 接着在主轴上的刀杆槽孔内安装并紧固辅助拉杆, 针对工件的已加工部位开展校正, 校正完毕后, 紧固工作台, 并且再校正一回, 以此避免工作台在紧固期间偏转而遗留隐患。倘若工件的已加工部分比较小, 那就必须在工作台或者工件上增添辅助装置校正基准, 从而保证工作台回转后的垂直度。
3. 应用变速切削法防止镗削薄壁工件过程中的振动
在镗削像薄壁箱体或者筒体这类刚性较差的工件时, 有时会碰到因工件强度不够, 从而在镗削时工艺系统出现发颤的情况, 这致使镗削工件的表面质量以及尺寸精度都降低了。一般会采用增加压板或者辅助支撑这样的方式来处理这个问题。笔者历经多年对这类问题展开研究, 发觉这类发颤现象是从微小慢慢向剧烈增大的, 也就是说后续发颤是在前期发颤的基础上逐步增加的。镗削工件时, 刀具旋转, 镗削中工件初次发颤, 其加工表面会出现微量“振痕”, 此“振痕”使刀具在第二圈镗削时沿轨迹发生“颠覆”式导向型切削, 让“振痕”增大, 后续镗削“振痕”愈发变大, 致使镗削工艺系统振动更加强烈, 这种现象是因刀具切削速度不变, 刀刃切削时“颠覆”轨迹一致, 发生了共振现象。镗床操作面板的点动按钮被频繁按压, 刀具在镗削此类工件时会进行变速式切削, 振动频率会由此改变, 镗削工艺系统因共振发生的振动现象能被杜绝, 工件加工质量得以保证。不过该方法应尽量少用, 因为镗床接触器触点频繁通断电会导致烧损。
4. 工件孔系中心距与编程数据不一致的克服办法
对于应用半闭环伺服系统数控镗床, 或者是加工中心镗削那种中心距精度比较高的工件孔系之时, 有时会察觉到加工以后的孔系中心距和编程数据并不一致这种现象。仔细探究其原因, 乃是该数控镗的X轴以及Y轴的丝杠跟丝母出现了磨损间隙, 从而导致工作台和主轴箱的实际运行轨迹与编程轨迹出现了误差。所以, 在应用数控镗或者加工中心去加工工件的多位置孔系编程之际, 务必要考虑机床主轴箱和工作台运行过程当中的反向间隙。若于数控镗或者加工中心里头进行加工, 像图1所展示行星架之中周向均匀分布的3个φ60+0并021mm的孔之际, 一般会采用编程或者极坐标编程, 在做模态调用的方式之下, 机床上的主轴直接以快速定位到各个孔中心的运行方式, 逐个地加工这3个孔, 只不过基于机床使用的年限比较长, 它的丝杠跟丝母反向间隙比较大, 于定位孔心位置之时, 工作台存在逆向运行定位的方式, 致使所加工的孔距出现了偏差。定位孔Ⅲ的中心位置时, 孔Ⅰ到孔Ⅱ过程中, 主轴向左移动, 然而孔Ⅱ到孔Ⅲ过程中, 主轴变为向右移动, 呈现出逆向运行状态, 丝杠与丝母的反向间隙致使运行距离和程序不相符, 最终引发了上述问题。为此, 可不以上述方式, 或者不用极坐标编程方式的模态定位各孔孔心来进行加工。定位孔Ⅲ中心之际, 最先要让主轴的右行距离超出孔Ⅱ和孔Ⅲ二者中心距达到（519.62±0.02）mm, 然而实际上右行了 530mm, 接着转而左行, 左行的距离为 530 减去 519.62运算得出等于 10.38（mm）, 借此克服机床丝杠与丝母存在的反向间隙, 以此来 保证或确保被加工孔的位置度。当然啦, 还能够采取间隙补偿这样的方式去解决上述提及的问题。
图１ 行星架
5. 用小镗床加工大工件的孔或小平面的装夹校正及钻削方法
在应用镗床对工件进行钻削的这个过程当中, 有时会碰到这样的状况, 就是小镗床加工大工件之时, 针对大工件的某一个孔或者小平面来加工, 此时工件质量严重超出了镗床工作台的承载能力, 当工件被校正装夹之后, 镗床的工作台就没办法再在纵向以及横向进行移动了, 仅仅能够移动主轴箱, 从而对工件的局部实施加工。尤其是在钻铣大型筒体类外部偏心孔的时候, 因为没办法移动工作台, 进而导致不能够预先铣削出一个钻孔平面, 这给钻孔工作带来了极大的困难句号。先是，如同图2所展示的那样, 借助T68镗床来钻削大型机壳的偏心注油孔, 得先把机壳依据图示这种方式去吊放, 要完成这个吊放动作（需挑选高度适宜的垫块或者垫块组）, 接着往里面塞入楔铁后, 且绝不能解除吊绳, 目的是避免工件在校正的这个过程当中出现滑移、歪倒这类现象。其次, 使用主轴去推拉钻夹头内的校正杆, 与此同时还要调整工件以及楔铁, 从而让校正杆细线上所系吊坠的中心恰好正对机壳内部两个过油孔的中心, 而且要让两个过油孔的孔口端面高度保持一致, 之后把工件紧固在工作台上。再者, 将钻夹头取下, 而后装上那种切削刃呈现中凹外凸状并且比注油孔直径要大些许的钻头, 接着摇动主轴并且开启主轴箱, 使得钻头中心同工件的平面A处于平齐状态, 随后依据注油孔到平面A的中心距把主轴箱向下移动, 径直缓缓地钻铣注油孔孔口圆弧面使之变为平面。最终, 换上加长钻头对注油孔进行钻削。
注意，吊放工件之时, 要大体把工件放置到让注油孔中心线跟主轴轴心线基本处于同轴的位置, 细线务必在校正杆的垂直中心处下垂, 以此防止校正不准确, 没有吊坠的时候, 能够用小螺母进行替代, 用加长钻头钻削之前, 最好先用等径的短钻头钻一下, 当作加长钻头的定心导向孔, 钻削过程当中必须浇注切削液。
图2 利用T68镗床钻削大型机壳的偏心注油孔
1.机壳, 有细线及吊坠系列, 校正杆, 主轴, 钻夹头, 过油孔所属, 注油孔相关, 工作台存在, 楔铁所在, 垫块之列。
6. 镗削平行孔系必须采取同一进给方式
在应用镗床镗削工件期间, 常常会碰到有多组平行孔系的工件要镗削的状况, 有时因为被镗削工件的平行孔系里各孔的长度或者孔端面不一样, 进而采取工作台纵向进给以及主轴进给联合应用的办法, 这是不可以采用的, 因为工作台进给时, 鉴于其纵向行程导轨肯定存在间隙, 从而使得工作台在进给进程里会在水平方向出现微量“飘移”的现象, 导致被镗削孔的中心线产生微量偏移, 造成被镗削孔系的不同轴问题。同时, 还会因为工作台出现偏载的情况, 致使其在进行进给的过程当中, 发生在水平面这个范围内的“扭转”现象, 进而增大被镗削的平行孔系的平行度误差。
7. 通过垫块的稳定性解决工件镗削过程中的发颤现象
在镗削筒体或者壳体类强度较为薄弱的工件之际, 有时候会因为工件自身强度没有办法抵抗镗削进程当中的切削力, 进而导致镗削件出现发颤的状况。好多操作工不晓得怎样简便地去解决这类问题, 仅仅会对工件增添压板或者辅助支撑。实际上, 有的时候只要把压板的垫块替换成强度比较大的垫块就行。能够借助垫块的稳定性来解决工件在镗削过程中的发颤现象。
8. 镗削组合体联轴器内孔的快速装夹校正法
于应用镗床镗削组合体联轴器内孔之际, 为防止加工后对口面偏心, 一般是把联轴器在对口面出于水平状态时安放在 V 形铁上, 接着运用找正针对其对口面展开校平事宜, 有时得加垫子, 颇为耗时。经剖析研究其功能性, 径直将联轴器以对口面垂直于工作台面之形式放置于 V 形铁上并予以压紧, 而后进行加工。倘若联轴器两端接触在 V 形铁上的外圆直径存在差异, 那么于外圆较小一端处的 V 形铁上加垫铁皮就行, 铁皮之厚度等同于联轴器外圆大小头半径的差值。
9. 镗削无定位基准的小型不规则工件的装夹方法
存在着没有定位基准的小型不规则工件, 在镗削进程当中, 虽说较少碰到, 然而毕竟还是有一些, 其外形复杂堪称不规则, 针对它开展装夹校正极为困难, 在这种情况下, 笔者所用的办法是, 先把它直接点焊或者装夹到助力夹具上面儿去, 随后将它放置于镗床的工作台上, 进而对它实施校正加工, 校正这个工件的时候, 直接去调处那辅助夹具就行啦。
10. 刀片在完成焊接之后, 其刀刃的高度呈现出大于孔中心线高度的这种状况, 存在着隐患, 针对这种情况有相应的调整方法。
在应用焊接刀镗孔期间, 有时会发觉刀头在刚开始镗削工件内孔之际，会出现刀片破裂状况, 最初觉得是工艺系统震颤从而出现了“打刀”现象。往后发现镗孔时亦多次出现相似情形, 这引发了笔者的留意。仔细剖析钻研了镗孔进程中刀头因承受较大的周向切削反力而在刀杆里发生变形的情形。如图 3 所示, 存在过内孔中心刀头镗孔中的变形情况。在镗孔进程里, 当刀头受到 被加工余量的周向推力之时, 鉴于刀头是形体较小的方钢, 在切削力较大的情形下, 必定会出现刀头绕其与刀杆孔口最终接触的 A 点（边）, 朝着刀头切削的反向旋转一个角度。在运用φ51mm尺寸的刀杆进行装夹之际, 所装夹的刀头后角是8°, 并且刀片处于高于孔中心线2.5mm的位置, 此时对φ102mm的孔展开镗削工作, 在这镗削过程里, 当刀头围绕A点朝着相反方向转动1°的时候, 刀片会在镗孔的径向方向上出现伸长, 其数值为0.2mm, 同时刀头的后面会有宽度为0.4mm的面积挤入到已经加工完成的孔壁之中。在这个过程当中, 孔壁会针对刀头施加一个具有“抗入”性质的顶力, 一旦这个顶力大于刀片所能承受的强度, 那么刀片便会发生破裂。当然, 这种情况基本上都是在粗镗孔期间发生的, 并且还同时存在着这样的现象, 即已加工的孔径会随着刀头变形而增大, 必然会出现微量增大的情况。
图3 过内孔中心刀头镗孔中的变形
1.刀片 2.刀头 3.刀杆 4.工件孔
该类问题之所以发生, 是因为焊接刀片之后, 其前刀面高于被镗削孔的中心线, 也就是说, 切削刃高于刀尖跟刀杆回转中心的连线。所以, 只要把刀头依照刀尖与刀杆回转中心的连线做好提前弯曲就行。通常能够按照刀头在刀杆槽孔里的伸出长度, 采用对刀头进行加热压弯的方式来改制。不过, 最好还是在定做刀头的时候做好相关技术要求, 在验收刀头的时候按照定制刀头的标准去验收, 从源头上把上述问题的发生堵住。
11. 高效镗削异形件同轴孔系的科学方法
在开展镗床镗削异形件的同轴孔系工作时, 一般会运用工作台旋转或者可转工装装夹来实施镗削操作, 不过存在一些工件, 它们形体较小, 并且不存在专用工装夹具, 当借助工作台旋转方式镗削其同轴孔系时, 鉴于工件处于工作台中间位置且距离工作台边缘较远, 致使镗床主轴及刀杆伸出长度较长, 进而影响加工精度和效率, 针对此情况, 笔者历经多年研究, 想出了一种镗削该类工件同轴孔系的简便方法。
最先, 转动镗床工作台, 致使其T形槽跟镗床主轴轴心线成为平行, 于工作台的中间T形槽里头观测来凭借平铁的长度去安装两个定位挡块, 于挡块两边放置安置两个平铁, 把平铁靠紧垫块之后, 经由中间T形槽里面的T形螺母以及螺栓对它们进行压紧。其次, 把两个被制造加工的工件吊运放置在工作台上, 分别让其同轴孔系的外边依靠紧贴两个平铁的立面（工件依靠贴合平头的部位一定不能有氧化皮或者毛刺之类的, 不然必须要修磨得干干净净）, 将工件在工作台上进行压紧。接着, 依据其中一个工件的被加工孔的相关位置, 镗削其同轴孔系一端的孔直至达到规定尺寸, 随后, 把工作台或者主轴朝着横向方向移动, 以此镗削另一个工件靠近主轴端那种位置的孔, 主轴或者工作台的水平移动的距离等同于两个平铁的厚度加上挡块的厚度, 再加上两个工件孔位到平铁的那个水平距离。到头来, 松开用于压紧工件的压板, 把工件朝着水平方向旋转一百八十度之后进行换位并压紧, 依照上述的方式镗削剩余的孔系, 就如同图中的图四所示的那样。
图 4
如下所述镗削异形件同轴孔系的原理是, 在上述加工期间, 工件底面依托工作台平面进行定位, 镗孔进程里, 工件仅仅作水平方向的旋转, 旋转角度为180°, 工作台或者主轴也仅仅做水平方向的移动, 主轴的高度并未出现改变, 并且这一孔加工以后, 两孔轴心线的高度是相同的；另外, 由于工件换位之后, 依旧是以平铁侧面当作定位依据, 镗孔的时候, 主轴所在回转轴心线到两个平铁侧面的距离是相等的, 所以两孔的水平孔所在位置是一样的。所以, 像这样进行镗削的工件所具有的同轴孔系乃是同轴的。
注意, 平铁的厚度得保持一致, 其误差不能比孔系的同轴度误差大；平铁压紧在工作台上后, 侧面与主轴轴心线的平行度得校验, 这误差同样不能超孔系的同轴度误差；工作台上平面与主轴轴心线的平行度也要校验, 误差也不许超孔系的同轴度误差；上面说的水平和垂直方向都有误差时, 把误差的平方和开根后的值不能大于孔系的同轴度误差；在工作台上工件的后端能紧固一个定位块, 避免工件钻孔时因轴向切削力大而移动；在工件靠实平铁的另一端最好装夹个挡铁, 工件压紧后在挡铁和工件间塞入斜铁, 防止工件加工时在水平方向“游动”；夹紧工件时, 得先按工件自由状态放置的样子压紧工件, 再塞入挤紧的斜铁, 防止工件原始定位的水平基准面或基准点变化, 降低镗削孔系的同轴度精度。
如果工作台上平面与主轴轴心线平行度有较大误差，要先校验待加工孔系在全长上的误差最大值。在工作台磨损量较大的部位, 于工件底部垫上厚度等于其误差大小的铁皮。该铁皮刚性必须足够, 且不会随工件换位而移动。像这样能让工件孔系的加工轴心线和镗床主轴的轴心线保持一致, 切实保证所镗孔系的同轴度。
12. 紧件螺母的合并使用技巧与功效
在镗床加工工件期间, 不少工件借助螺栓、螺母拧紧压板而装夹固定。普通螺母厚度不大, 拧紧时仅有少量螺纹与螺栓相咬合, 时日渐久易致使螺栓或螺母的螺纹变形, 直至损坏, 极大影响了螺栓与螺母的使用寿命。鉴于此, 笔者历经多年分析研究, 发明了一种把两个螺母拼焊成一体来使用的办法, 显著提升了螺母和螺栓的使用寿命, 且让其在紧固工件进程中更为稳固。
这一方法极为简便易于施行。把首个螺母拧至螺栓之上以后, 接着拧动第二个螺母, 使得俩螺母相互靠近且对齐六方之后, 将它们组焊成一个整体, 就如同图5之中所呈现的那样。不然的话, 更换第二个螺母再次开展拧试组合。把组焊完成后的加长螺母用丝锥过一遍螺纹便可投入使用, 在使用进程里留意在螺纹部分涂抹油脂, 用以提升它的使用期限。
图 5
13. 结语
如此这般的经验以及窍门, 于镗工实践进程当中, 具备一定的可借鉴之处, 能够切实有效地提升镗工的生产效率, 并且还能提高镗削工件的加工质量, 因而值得在同行业里进行推广以及应用。
作者： 赵忠刚
