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WMEM |发动机深孔加工技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-05-23 0:44:32 * 浏览: 2
近年来,中国东部的一家工厂自主研发了一种低油耗,强劲动力和高可靠性的重型柴油发动机。受到用户的喜爱。气缸体中有许多深孔,用于冷却水通道或润滑油通道。底面φ26mm×275mm是其中之一。为了提高设备利用率,降低投资成本,在设计方案时放弃了传统的专用机床方案,而是采用德国进口的格劳博(格劳伯)高速加工中心进行加工。但是,经常出现可修复磨床寿命低,刀具破损率高的问题。 1.加工条件加工设备:德国GROBG700加工中心枪钻:φ26mm×546mm的单刃焊枪钻:GUHRINGHSK100-A侧面固定锁定切削液:FUCHS水溶性乳液ECOCOOL68CF2W,乳液浓度:8-10%内部冷却流动压力:75L / min,4MPa切削参数:底油孔,孔直径26mm,孔深275mm,速度1041r / min,线速度85m / min,进给速度240mm / min,每齿进给速度0.23mm2。实际使用中的问题生产线投产后,为了确保这种深孔加工质量的稳定性,在德国生产了枪钻工具。但是,在实际使用中,经常会出现诸如崩刃和刀片断裂(见图2)之类的问题,从而导致工具磨损和零件报废。通过计算该工具在过去六个月中的使用情况,发现:总共使用了230次枪,同时工具被打断了15次,工具破损率达到6.4%,异常工具损失达到数万元。另外,为了减轻发动机的重量,气缸体采用了精细的薄壁铸造工艺。经测量,加工后深油孔的厚度小于5mm。因此,在发生断刀之后,由于铁屑和硬质合金刀尖而易于挤压。孔壁被破坏,然后整个气缸体被报废。在过去的六个月中,共造成6件工业废物。 3.原因分析在安排技术人员分析和检查刀具寿命和异常刀具破损后,同时通过机床主轴监控系统,分析加工进度状况,进一步分析调查原因。深油孔加工破损工具,主要用于:(1)枪钻的锋利边缘严重磨损。在对更换后的枪钻进行调查后,发现枪钻的主切削刃,侧刃和侧面磨损相对较严重,轴向磨损量超过2mm,这增加了枪钻钻孔过程中的切削阻力刀危险。喷枪钻头的磨损很严重,并且与缺少喷枪钻头的涂层有很大关系。缺乏涂层将隔离并保护刀头的硬质合金基体免于磨损,并且其磨损将迅速加速。枪钻需要通过刀头和枪身进行焊接,并且两种材料的高温变形不同,这决定了它们在精细研磨后无法执行涂覆过程。 (2)排屑不良。在分析和检查机床设备监控系统的数据时,根据工具放置图发现机床的内部冷却流量/压力为:75L / min,4MPa,但内部冷却已超过20次在过去的六个月中出现高压警报,并伴随此警报消息。此后,将出现主轴负载警报和断刀。在进一步分析机床主轴的载荷曲线,并比较正常加工和破碎零件的载荷监测曲线后(见图3),正常加工的工作主轴载荷高达上下的35-55%。新工具的震动范围。整个加工过程是一条线性的均匀变化曲线。前后两个工件之间的波动小于5%,并且当内部冷却受阻时,损坏的工具零件的负载监控图将继续增加。通常,当达到70%时,将焊接枪钻头。零件将被扭曲。在此过程中s,负载将在45-70%的范围内上下波动,并且波动将达到25%。破碎刀的工件孔中的许多铁屑也已证实,切屑清除不顺畅,并且存在铁屑堵塞现象是造成刀破损的主要原因之一。 4.优化和改进计划对于上述研究,在切削刃上没有涂层保护,并且在加工过程中存在切屑阻塞问题。确定方向和后续改进优化措施的主要原因有两个:(1)改善排屑功能。增加内部冷却压力或流速后,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条件下,进行涂覆工艺。 (3)加强小腿的力量。使用强度更高的工具栏可提高枪钻的刚度,并避免在加工过程中工具栏开裂。 (4)提高断屑效果。优化尖端方法并更改铁屑的形状,使其更方便排屑。同时,改善了排屑功能计划。如果内部冷却压力增加到6MPa,则需要更换螺杆泵,成本更高。因此,考虑通过改善工具结构来提高切屑去除效果。 5.工具实验过程测试工具到位后,立即安排工具实验。在第一次根据原始参数和寿命测试之后,通常会达到原始的强制换刀寿命,并进行极限寿命测试以进一步挖掘工具的潜力。从实验结果看,刀具寿命已有一定程度的提高。新型分度刀的特点如下:(1)刀杆采用高强度合金钢代替普通钢管,强度提高了50%。 (2)选择两段30mm磨削的高精度硬质合金导杆,在加工过程中要坚持工具的支撑和平衡,并采用导杆进行后续的自导加工,以确保深孔具有良好的孔径和平直度。 (3)选择三个带有复合TiAlN涂层和断屑槽的可转位刀片来形成主切削刃,它具有更好的耐磨性和交错的齿排列。与原始枪钻相比,26mm的铁屑被分为6个部分。在这4个部分中,铁屑更短,并且刀片前部有有限的断屑器,这更有利于去除切屑。 6.继续改进实验成功后,继续分析和研究刀片微塌陷的异常情况。深孔的中心有一个φ10mm的互穿孔,而底部有一个通孔。孔和单面切削冲击,在优化了NC程序后,采用分段进给。在对使用后的刀片进行调查后,发现刀片故障模式是正常的。