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WMEM |發(fā)動機深孔加工技術(shù)
* 來源: * 作者: * 發(fā)表時間: 2020-05-23 0:44:32 * 瀏覽: 61
近年來,,中國東部的一家工廠自主研發(fā)了一種低油耗,強勁動力和高可靠性的重型柴油發(fā)動機,。受到用戶的喜愛,。氣缸體中有許多深孔,,用于冷卻水通道或潤滑油通道。底面φ26mm×275mm是其中之一,。為了提高設(shè)備利用率,,降低投資成本,在設(shè)計方案時放棄了傳統(tǒng)的專用機床方案,,而是采用德國進口的格勞博(格勞伯)高速加工中心進行加工,。但是,經(jīng)常出現(xiàn)可修復(fù)磨床壽命低,,刀具破損率高的問題,。 1.加工條件加工設(shè)備:德國GROBG700加工中心槍鉆:φ26mm×546mm的單刃焊槍鉆:GUHRINGHSK100-A側(cè)面固定鎖定切削液:FUCHS水溶性乳液ECOCOOL68CF2W,乳液濃度:8-10%內(nèi)部冷卻流動壓力:75L / min,,4MPa切削參數(shù):底油孔,,孔直徑26mm,孔深275mm,,速度1041r / min,,線速度85m / min,進給速度240mm / min,,每齒進給速度0.23mm2,。實際使用中的問題生產(chǎn)線投產(chǎn)后,為了確保這種深孔加工質(zhì)量的穩(wěn)定性,在德國生產(chǎn)了槍鉆工具,。但是,,在實際使用中,經(jīng)常會出現(xiàn)諸如崩刃和刀片斷裂(見圖2)之類的問題,,從而導(dǎo)致工具磨損和零件報廢,。通過計算該工具在過去六個月中的使用情況,發(fā)現(xiàn):總共使用了230次槍,,同時工具被打斷了15次,,工具破損率達到6.4%,異常工具損失達到數(shù)萬元,。另外,,為了減輕發(fā)動機的重量,氣缸體采用了精細的薄壁鑄造工藝,。經(jīng)測量,,加工后深油孔的厚度小于5mm。因此,,在發(fā)生斷刀之后,,由于鐵屑和硬質(zhì)合金刀尖而易于擠壓??妆诒黄茐?,然后整個氣缸體被報廢。在過去的六個月中,,共造成6件工業(yè)廢物,。 3.原因分析在安排技術(shù)人員分析和檢查刀具壽命和異常刀具破損后,同時通過機床主軸監(jiān)控系統(tǒng),,分析加工進度狀況,,進一步分析調(diào)查原因。深油孔加工破損工具,,主要用于:(1)槍鉆的鋒利邊緣嚴(yán)重磨損,。在對更換后的槍鉆進行調(diào)查后,發(fā)現(xiàn)槍鉆的主切削刃,,側(cè)刃和側(cè)面磨損相對較嚴(yán)重,,軸向磨損量超過2mm,這增加了槍鉆鉆孔過程中的切削阻力刀危險,。噴槍鉆頭的磨損很嚴(yán)重,,并且與缺少噴槍鉆頭的涂層有很大關(guān)系。缺乏涂層將隔離并保護刀頭的硬質(zhì)合金基體免于磨損,,并且其磨損將迅速加速,。槍鉆需要通過刀頭和槍身進行焊接,,并且兩種材料的高溫變形不同,這決定了它們在精細研磨后無法執(zhí)行涂覆過程,。 (2)排屑不良,。在分析和檢查機床設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時,根據(jù)工具放置圖發(fā)現(xiàn)機床的內(nèi)部冷卻流量/壓力為:75L / min,,4MPa,,但內(nèi)部冷卻已超過20次在過去的六個月中出現(xiàn)高壓警報,并伴隨此警報消息,。此后,,將出現(xiàn)主軸負(fù)載警報和斷刀。在進一步分析機床主軸的載荷曲線,,并比較正常加工和破碎零件的載荷監(jiān)測曲線后(見圖3),正常加工的工作主軸載荷高達上下的35-55%,。新工具的震動范圍,。整個加工過程是一條線性的均勻變化曲線。前后兩個工件之間的波動小于5%,,并且當(dāng)內(nèi)部冷卻受阻時,,損壞的工具零件的負(fù)載監(jiān)控圖將繼續(xù)增加。通常,,當(dāng)達到70%時,,將焊接槍鉆頭。零件將被扭曲,。在此過程中s,,負(fù)載將在45-70%的范圍內(nèi)上下波動,并且波動將達到25%,。破碎刀的工件孔中的許多鐵屑也已證實,,切屑清除不順暢,并且存在鐵屑堵塞現(xiàn)象是造成刀破損的主要原因之一,。 4.優(yōu)化和改進計劃對于上述研究,,在切削刃上沒有涂層保護,并且在加工過程中存在切屑阻塞問題,。確定方向和后續(xù)改進優(yōu)化措施的主要原因有兩個:(1)改善排屑功能,。增加內(nèi)部冷卻壓力或流速后,切屑清除功能得到改善,。 (2)增加刀具的耐磨性,。在不能改善刀具的原料的條件下,進行涂覆工藝,。 (3)加強小腿的力量,。使用強度更高的工具欄可提高槍鉆的剛度,,并避免在加工過程中工具欄開裂。 (4)提高斷屑效果,。優(yōu)化尖端方法并更改鐵屑的形狀,,使其更方便排屑。同時,,改善了排屑功能計劃,。如果內(nèi)部冷卻壓力增加到6MPa,則需要更換螺桿泵,,成本更高,。因此,考慮通過改善工具結(jié)構(gòu)來提高切屑去除效果,。 5.工具實驗過程測試工具到位后,,立即安排工具實驗。在第一次根據(jù)原始參數(shù)和壽命測試之后,,通常會達到原始的強制換刀壽命,,并進行極限壽命測試以進一步挖掘工具的潛力。從實驗結(jié)果看,,刀具壽命已有一定程度的提高,。新型分度刀的特點如下:(1)刀桿采用高強度合金鋼代替普通鋼管,強度提高了50%,。 (2)選擇兩段30mm磨削的高精度硬質(zhì)合金導(dǎo)桿,,在加工過程中要堅持工具的支撐和平衡,并采用導(dǎo)桿進行后續(xù)的自導(dǎo)加工,,以確保深孔具有良好的孔徑和平直度,。 (3)選擇三個帶有復(fù)合TiAlN涂層和斷屑槽的可轉(zhuǎn)位刀片來形成主切削刃,它具有更好的耐磨性和交錯的齒排列,。與原始槍鉆相比,,26mm的鐵屑被分為6個部分。在這4個部分中,,鐵屑更短,,并且刀片前部有有限的斷屑器,這更有利于去除切屑,。 6.繼續(xù)改進實驗成功后,,繼續(xù)分析和研究刀片微塌陷的異常情況。深孔的中心有一個φ10mm的互穿孔,,而底部有一個通孔,。孔和單面切削沖擊,,在優(yōu)化了NC程序后,,采用分段進給,。在對使用后的刀片進行調(diào)查后,發(fā)現(xiàn)刀片故障模式是正常的,。
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