數(shù)控時(shí)代已然來臨,我國(guó)的高速鉆攻的行業(yè)正在蓬勃發(fā)展,曾經(jīng)完全依賴進(jìn)口的我們,已經(jīng)搶占了高速鉆攻中心的一畝三分地,但深孔鉆面臨的問題也很多,如何解決切屑熱和排屑問題是其中最主要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。怎樣解決這些困難呢?以下關(guān)于“小深孔高速鉆削排屑方式及高速鉆攻行業(yè)代表的分類”的介紹。
【如何解決小深孔高速鉆削的排屑問題】
不銹鋼小深孔加工既屬于難加工結(jié)構(gòu)加工問題,也屬于難加工材料加工問題。相對(duì)于普通小深孔鉆,高速鉆削加工不銹鋼小深孔更加困難,主要體現(xiàn)在切削熱問題和排屑問題2個(gè)方面。
(1)切削熱問題
切削過程中,切削功的表現(xiàn)形式為切削熱;其他切削參數(shù)相同的情況下,切削速度越高,單位時(shí)間消耗的切削功越多,單位時(shí)間發(fā)熱量也越大。單位時(shí)間發(fā)熱量由于材料強(qiáng)度高、切削速度快,不銹鋼小深孔高速鉆削加工時(shí)發(fā)熱量極大。
由于鉆頭在半封閉的環(huán)境下工作,切削熱很難散失。
如果不能采取有效手段將切削熱排出孔外,孔內(nèi)會(huì)因切削熱積累產(chǎn)生極高的溫度;高溫下鉆頭發(fā)生退火,強(qiáng)度和耐磨性能迅速下降,切削能力急劇降低;隨著溫度升高,黏結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損成為的主要磨損方式,鉆頭使用壽命大幅降低。
工程實(shí)踐中通常采用切削液來解決切削熱問題。對(duì)于小直徑深孔鉆削加工,很難從外部將切削液注入切削區(qū),只能使用帶有內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的鉆頭解決。
假設(shè)鉆削過程中切削熱完全、均勻地傳遞給切削液,切削區(qū)溫度與切削液溫度一致,則切削熱總量
由式(4)可知,要維持切削區(qū)溫升不變,切削液的流量La需與切削速度vz成正比。若ΔT為特定數(shù)值時(shí),可以計(jì)算得到切削液流量。由于鉆頭截面形狀復(fù)雜,將鉆頭與孔作為整體考慮,由流體力學(xué)知識(shí),要達(dá)到所需流量La,切削液的供液壓力
(2)排屑問題
排屑問題是小直徑深孔鉆削加工中的普遍難題。由于小鉆頭螺旋槽淺、排屑困難,小深孔鉆削加工時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)切屑堵塞問題。
高速鉆削時(shí)切削速度高,切屑產(chǎn)生速度也隨之增加,排屑問題更加突出;由于不銹鋼材料強(qiáng)度和韌性好,產(chǎn)生的切屑不易折斷,進(jìn)一步增加了排屑難度。大量切屑堆積在孔內(nèi)很容易卡死鉆頭,造成鉆頭折斷。
要解決小深孔高速鉆削的排屑問題,一種途徑是采用步進(jìn)鉆孔的方法,通過鉆頭反復(fù)回退將切屑帶出孔外;另一途徑是使用大流量的切削液將孔內(nèi)堆積的切屑強(qiáng)行排出孔外。
步進(jìn)鉆孔(又稱啄式鉆孔),是在鉆削過程中通過鉆頭周期性地回退來實(shí)現(xiàn)排屑和冷卻深孔鉆鉆頭的一種鉆削方式。大量試驗(yàn)證明步進(jìn)鉆削是一種非常有效的小深孔加工手段。
但是,由于鉆頭反復(fù)回退需要消耗大量時(shí)間,加工效率偏低。使用切削液強(qiáng)行排屑的方法與解決切削熱問題的方法一致,可以實(shí)現(xiàn)解決方法的統(tǒng)一。切削速度為vz時(shí)切屑生成速度(切屑流動(dòng)速度)
要使切削液能夠強(qiáng)行帶走切屑,切削液的流速需遠(yuǎn)大于切屑生成速度。假定切削液的流速va需要達(dá)到切屑生成速度的n倍時(shí)才能達(dá)到強(qiáng)制排屑的作用。若鉆頭兩螺旋槽橫截面積和為A,則即強(qiáng)制排屑所需切削液流量也與切削速度成正比。
【高速鉆攻格局主要分為哪三大階梯】
據(jù)立木信息咨詢發(fā)布的《中國(guó)高速鉆攻中心深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略報(bào)告》顯示:高速鉆攻中心屬于機(jī)床產(chǎn)品,對(duì)加工精度、速度、效率都有較高的要求,受到技術(shù)限制,過去我國(guó)高速鉆攻中心產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。
近幾年,高速鉆攻中心需求旺盛,進(jìn)入該領(lǐng)域的本土企業(yè)越來越多,部分企業(yè)憑著技術(shù)的進(jìn)步、政策的技術(shù)、高性價(jià)比策略,逐漸成長(zhǎng)為與國(guó)外企業(yè)抗衡的民族企業(yè)。
目前高速鉆攻中心行業(yè)格局主要分為三大階梯。
第一階梯為國(guó)外企業(yè),以FANUC、Brother為代表。由于具備先發(fā)優(yōu)勢(shì),其技術(shù)水平高,更具品牌知名度,因此高端市場(chǎng)、中高端市場(chǎng)均占有較高的占有率。
第二階梯是以機(jī)床為代表的國(guó)有大型企業(yè)和具備一定研發(fā)能力的民營(yíng)企業(yè)。鼎泰智能裝備股份、創(chuàng)世紀(jì)、潤(rùn)星科技為代表具備一定研發(fā)能力的民營(yíng)企業(yè),其高速鉆攻中心產(chǎn)能在千臺(tái)以上,發(fā)展迅速和產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯。
第三階梯企業(yè)主要是業(yè)內(nèi)小規(guī)模機(jī)床企業(yè),該類型企業(yè)訂在低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
以上關(guān)于“如何解決小深孔高速鉆削的排屑問題”和“高速鉆攻格局主要分為哪三大階梯”的介紹,希望能讓您了解“小深孔高速鉆削排屑方式及高速鉆攻行業(yè)代表的分類”帶來幫助。
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