6深孔枪钻资料.docx
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6深孔枪钻资料
用 户:
郑州煤矿机械集团有限责任公司
机 型:
ZK2130DB/2500
使用情况:
投入生产已3年多,机床状况优良
一:
加工零件分析
1.工件外径¢50~¢270mm
2.工件长度1500~2800mm
3.加工孔径Φ16~Φ28(加工深度2500mm)
4.偏斜度1/1000(长径比100倍以内)
5.工件材料27SiMn
6工件硬度HB240-280
7.孔位置:
同心孔
二:
加工方法及加工形式:
本机床为工件、刀具双旋转的内排屑深孔钻床,适合轴类回转体零件中心深孔的钻削加工。
三:
加工效率:
每分钟钻孔深度不小于100mm。
我公司为郑州煤矿机械集团生产的DB系列内排屑深孔钻床,最大钻深2500mm
机床布局:
该机床卧式布局,结构紧凑,操作简便。
零件装夹部位外主机其余部分采用全防护,因工件均为圆棒材,长度又较长,机床主机分为工件夹持与钻杆主轴导向、刀具进给左右两体。
左右两体的端面用螺钉和定位销联接。
液压滤屑系统与机床主机平行放置。
整体结构紧凑,占地面积小,操作较为方便。
外形整洁美观,并且有效的保证了机床切削液无渗漏。
工件装夹及定位:
工件一端采用液压卡盘夹持,另一端用液压中心架支撑。
工件右端面与授油器前端的导向套端面相贴合,起到密封及导向的作用。
电机、减速机带动实现工件定速旋转。
工件长短变更时,工件主轴箱可沿床身导轨前后调整位置。
液压卡盘、液压中心架的夹紧配置两脚踩开关,操作简便。
在工件主轴箱和导向排屑器之间设计有工件辅助支撑,其高度可调,装夹起辅助支撑的作用。
工件装夹流程:
先放置在辅助支撑上,左端推入卡盘夹持面内,预夹紧。
右端用中心架夹持,此时,工件离开辅助支撑。
然后液压驱动导向排屑器拖板,使导向套端面顶紧在工件前端面上,完成工件装夹。
工件主轴箱可以手动前后移动,以适应深孔加工零件长短的变化。
移动到位后,应可靠锁紧才可工作。
工件主轴采用电机、减速机带动实现工件定速旋转
钻杆主轴旋转采用变频电机驱动,可无级调速,满足不同钻孔直径的需要。
刀具进给采用高精度伺服减速机、滚珠丝杠驱动,以增加进给力矩,无级调整进给速度。
钻杆拖板导轨采用滚动导轨,导向精度高,运动平稳,小间隙,能够实现大进给。
精度保持时间长。
导向排屑器位于床身的中间位置,导向套在导向排屑器箱体前端。
工作时导向套端面贴紧工件端面,起到封油及钻头导向的作用。
导向排屑器箱体采用液压驱动(或手动)沿钻深方向移动,用以贴紧工件端面。
装夹工件时后移,以方便工件装夹,移动距离为200mm。
液压系统采用成套油泵电机组,最高压力可达10MPa,故障率低。
自动排屑,过滤装置及油温冷却机,保证机床能正常稳定的工作且实现加工现场文明整洁。
并推荐在排屑机出渣口配备甩干机,用于甩干铁屑,降低油耗。
运动部件的润滑采用间歇式自动润滑泵润滑。
机床操作采用数控控制方式,自动化程度高,可操作性强工作效率高,精度高,安全可靠。
床身为HT300铸造,稳定性好。
数控系统及伺服驱动单元采用FANUC-Oi-Mate–TD系列产品及其配套伺服驱动
四:
工作流程:
a安装工件,移动授油器箱体,使导向套贴紧工件端面;b油泵电机启动;c油路开通;d工件、钻杆旋转;e切削进给;f钻深到编程位置后,刀具自动退回;g油路停止;h后退授油器箱体,卸下工件。
重复以上流程,继续加工。
五:
刀具系统
1、BTA钻头/制造商:
山特维克
2、钻杆/制造商:
山特维克
3、油压头/制造商:
陕西金石
4、钻杆密封盒/制造商:
陕西金石
5、旋转夹持器/满足Φ28mm~Φ16mm钻头用钻杆的装夹。
制造商:
陕西金石
乙方对以上零部件规格选用的正确性负责。
所提附件规格均须满足相对应的甲方工件的加工。
其中钻头、钻杆由乙方推荐,甲方自购。
所有附件均需在机床终验收时一并交付。
六:
机床主要技术参数:
主轴头数:
单轴
工件主轴转速:
45r/min定速旋转
钻杆主轴转速:
200~2500r/min(交流变频,无级调速)
加工孔偏斜度:
1/1000(孔深)
孔加工精度 IT7~IT11
孔加工粗糙度 Ra3.2μm
加工孔径范围:
Φ13.5㎜~Φ30㎜
加工工件长度:
800~2800㎜
夹持范围:
Φ50~Φ270㎜
机床进给速度:
≤2000mm/min无级可调
钻杆旋转电机:
7.5Kw
工件旋转电机:
2.5Kw
冷却油泵电机:
11Kw+5.5KW
进给电机功率:
2.5KW (伺服)
冷却系统最大流量:
140L/min(可调)
冷却系统最大压力:
10MPa(可调)
冷却油过滤方式分 1、磁过滤2、纸带过滤 3、铜网过滤
4、磁棒过滤 5、线隙式过滤
过滤精度:
20μm
机床色标 GSB51001-94; GY09冰灰(上部颜色);B02中灰(下部颜色)
八、加工效率计算
(以Φ16孔径,孔深1500mm工件为例)
工件材料:
27SiMn
加工孔径:
Φ16
切削速度:
70m/min
则工件转速:
45r/min
刀具转速 :
1400r/min
进给量:
0.08mm/r
每分钟加工孔深:
1450*0.08≈116mm
加工时间:
1500mm/116mm≈13分钟
九、验收
采用预验收、终验收两种方式。
验收流程:
1、检查机床配置
2、机床几何精度检查。
3、零件加工检测
预验收在乙方厂内进行。
检验工件及刀具由甲方提供,符合图纸要求。
预验收合格后须出具验收报告,甲、乙双方签署预验收纪要。
终验收在甲方厂内进行。
乙方负责设备的运输、吊装、就位、调试。
并自备安装调试所需的专用检测工具。
甲方提供机床正常运转所需的电源、液压油及切削油。
验收合格后,甲方须出具书面验收报告给乙方。
视为机床正式交货。
十、培训
在甲方厂内免费进行。
培训对象为:
操作人员、机械、电器维修人员、编程技术人员。
培训内容包括:
机床操作,机械,电器维护及维修。
培训目的:
甲方操作者可以独立操作该机床。
机床维护人员可以对机床进行正确的维护及小故障的排除。
十一、机床交货期:
五个月
山特维克刀头及钻杆不包括在机床报价中,需另外询价。
枪钻技术与普通机床
对于非专业化深孔加工的厂家,深孔钻床成本过高。
使用QYZ深孔钻系统可以将普通机床改装为深孔加工机床。
成本低、周期短、一床多用
1、枪钻技术在普通机床上的应用
目前,带有小直径深孔的产品数量越来越多,按传统方法加工,只能采用接长麻花钻,每加工大约1~2倍直径的深度必须退刀排屑,不仅加工精度低、表面粗糙度差,加工效率低、操作劳动强度大,质量难以保证,而且很容易引起“堵屑”或折断钻头,造成更大的加工困难,因此,“大长径比小深孔加工”是困扰很多企业冷加工系统多年的难题,也是工艺人员和操作者的一块“心病”。
如何为传统制造企业何解决好小直径深孔的加工,已成为迫在眉睫的课题。
而随着枪钻技术与车床、镗床、加工中心各型普通机床的成功结合,很好的解决了这个困扰企业多年的难题。
枪钻因最早用于兵器工业加工枪管而得名,主要用来加工φ1.5~φ40mm小径深孔,是目前深孔钻削中的一种优质高效工具。
金石机械在深孔钻床及枪钻的研发和制造方面具有多年的成功经验,其产品广泛应用于汽车工业、航空航天、结构建筑工业、医疗器械、模具/刀具/冶金工业及油压、空压工业等制造业领域。
针对市场需求,我公司设计制造的QYZ系列深孔钻系统是派生于枪钻机床的一种简易深孔加工设备,内冷外排屑,刀具采用枪钻。
可方便的配置在普通车床、镗床等设备上。
是普通机床和现代枪钻技术的一个较完美的结合。
2、QYZ深孔钻系统的强劲功能
极强的加工能力:
孔径加工范围Φ5~Φ40。
无论是同轴心孔还是偏心孔、通孔还是盲孔均能灵活简便的加工。
钻孔深度可达孔径的70~150倍。
加工过程一次完成,中途无需退屑。
加工质量的高度重复性:
一旦固定了切削参数,如主轴转速,进给速度,和冷却系统压力后,钻深孔便成为一道简易的标准工序。
不受操作者技术水平影响。
极高的性价比:
毋需花费太多资金,利用您现有普通设备,就可完成深孔加工。
解决您大量问题,产生极高的经济效益。
遥控器及按钮站双路控制,使加工过程更宜人。
加工精度:
孔径尺寸公差:
IT7—IT10
表面粗糙度:
Ra0.8—Ra6.3
偏斜度:
1/1000
3、QYZ系统的工作原理及操作流程
普通机床深孔加工的首选设备。
整个系统由系统主机、旋转夹具、增速器、深孔加工刀具、磨刀夹具、冷却液等组成。
QYZ系列深孔钻系统的工作原理是通过压缩空气把专用的冷却液雾化,并以脉冲的形式从枪钻冷却孔进入切削区,润滑、冷却刀具,排出铁屑。
所需压缩空气压力为5~12Kg/cm2,经系统增压,提供的冷却雾压力为20~30Kg/cm2。
增速器在刀具旋转的情况下,机床主轴转速或机床最小走刀量达不到加工要求时使用。
使用时将柄部与机床主轴连接,正确放置止动挡杆,即可以在增速器输出轴获得增速比为3.81倍的转速。
刀具或工件的旋转及切削进给运动均由用户现有的机床提供。
作为机床附件,配置方便可靠。
广泛应用于镗床、车床、铣床、加工中心上。
加工步骤:
1、将预先按1:
10配好的冷却液从进液口加入系统主机。
2、工件上钻引导孔,深度为1~2倍孔径。
(如制作有导向套则不需此道工序)
3、刀具可靠安装在旋转夹具中,旋转夹具可靠安装在机床主轴上。
止动杆正确放置。
混合阀与系统主机双管路连接。
4、 调节压缩空气压力在规定范围,打开系统,调整雾化效果至最佳。
5、 钻头伸入导套或者引导孔中,但不可使尖端触及引导孔底部,以防损坏钻头。
6、打开系统,开启机床主轴,待速度稳定后,进给切削。
随时观察排屑情况。
加工到预定深度,先停主轴,再退刀。
7、观察刀具磨损情况,进行下一个工件加工。
4、枪钻和麻花钻切削对比试验
(1)主要工装:
莫式锥柄旋转夹具一个;速比为1:
3.81的主轴增速器1个。
(2)试切对象,均为45#调质钢,HB230~260的轴类零件。
(3)切削方式,采用工件固定,刀具旋转的方式。
(4)枪钻的选择,根据试切对象的材质,选择了一组为φ10的钻头4支(分别以有效钻深300、600、900、1200mm分为4级);
(6)引导孔的加工,在工件上分别预制一φ10 ,深度分别为15mm的引导孔后,加工了φ10×1165mm(300、600、900、1200mm4级)的深孔。
(7)切削液,采用含有极压添加剂的深孔水基切削液,压力6~8Bar。
(8)切削参数:
旋转速度v=45m/min,进给速度f=0.035mm/r。
(9)切削分级,为保证孔径精度,须使钻杆支撑距离与钻杆直径比不大于30~40倍,所以取每钻削深度达直径的30倍时为一级,实际切削时,每级调整时间为1~3分钟左右,每级切削时间6~10分钟。
QYZ深孔钻系统切削轻快、平稳,冷却充分、切屑呈银白色、短螺旋卷曲,排出顺利,效果良好。
随着试切削的深入进行,就检测和记录进行了总结,对照接长麻花钻,得如下参数对照表。
麻花钻、QYZ系统加工孔的主要参数对照表
名称
麻花钻
QYZ深孔钻系统
表面粗糙度
极差
Ra0.4~3.2um
孔径公差
极差
H8~H9
偏斜度
没有
1/1000~2/1000
加工效率(例:
45#钢,Ф10×300)
3小时
5分钟
加工高精度孔
镗、铰
一次成型
钻头寿命
10m
300m~500m
工作原理
低转速、大进给
高转速、低扭距
排屑、冷却方式
多次退刀排屑、刷油冷却
高压乳化液直冲式排屑,冷却
钻头折断的处理
不易取出,处理困难
容易取出,无需处理
切屑状态
螺纹状
螺纹短屑
后序加工处理
多
少
适应加工孔径范围
较大
Φ4~Φ40
5、枪钻应用中的经验
针对现场操作所出现的一些问题,我们在总结的基础上特别提出了如下注意事项:
(1)启动机床主轴前,钻头必须在导向孔内
(2)钻孔前必须先通冷却液。
(3)加工时的切削参数,一定要采用计算的参数。
(4)深孔应采用不同长度的钻头(由短到长)分级钻,不能一钻到位(否则钻杆悬在孔外太长,高速下会甩断,造成安全事故)。
(5)在加工过程中,应时刻注意铁屑是否排出,并观察铁屑是否正常来判断钻刃是否磨损。
(6)操作时严格遵循如下规则:
手动将钻头引入引导孔→打开雾化喷嘴→启动主轴旋转→开始进给;停止进给→停止旋转→停止喷雾→退出钻头。
如何有效的降低深孔加工中的孔偏斜度
孔的偏斜度,是深孔加工质量一个重要的技术指标。
现实生产中,对零件的加工要求越来越高,对偏斜度相应的提出了更高的要求。
尤其是深度较深的孔,如何控制孔偏斜量就显得尤为重要了。
我公司就多年深孔加工机床制造经验,总结以下几点体会供大家参考。
1、首先考虑深孔钻削所采取的运动形式,在深孔加工过程中,对加工工件偏斜度控制的最好的是工件旋转,刀具作反向旋转又作进给运动的双旋转;其次是工件旋转,刀具作进给运动的单旋转:
效果相对枪钻加工来说最不好的是工件不动,刀具旋转又作进给运动的刀具单旋方式
2、导向套的装配精度在深孔加工中对孔偏斜有着最重要的影响,也是最敏感的因素。
机床装配时一定要保证导向套与工件主轴及钻杆箱主轴的同轴度。
深孔加工中孔的偏斜与加工长度是线性关系。
例如:
导向套长度为50mm,如果导向套轴线与工件主轴轴线偏移量为0.05mm(如图):
则加工孔深为1000mm的孔时偏斜就可能达到1mm以上。
3、深孔钻头的磨削角度也会对加工孔的偏斜度有影响。
建议参考本公司网站相关栏目,针对不同的被加工材料和钻削孔径考虑不同的的深孔钻头磨削角度,可以得到较好的孔的偏斜度。
4、被加工工件的材质均匀程度对偏斜度影响同样很大。
加工过程中,深孔钻头会向着材质较软的方向偏移。
所以,在对偏斜度要求较高的深孔加工中,材料的热处理非常关键。
尽可能的使材料组织细化均匀。
5、切削参数的选择是否合理对偏斜度也有一定程度的影响。
在不影响生产进度的情况下,不宜采用大的走刀量。
走刀量的加大会对孔的偏斜带来负面影响。