新型镗刀有效提高镗削的加工质量

现在的新型镗刀可缩短工艺过程中的调刀时间,帮助用户高速、小批量地生产产品,从而保证工厂和车间及时完成生产加工任务。此外,这种镗刀自身可进行自动调节、修正磨损、补偿误差或自动成形。以KomTronic镗刀为例,这一系列的侍服传动镗刀由美国Komet公司生产提供。镗削加工头内的滑板由侍服电机传动,它控制着脉冲,使镗杆向较大的直径方向移动,或支持其向较小的直径方向移动。这一机构提高了镗床的加工精度,不需采用手工调节的方法调节螺丝。

Komet公司的工程师们也在镗杆内安装了导轨,采用伺服电机来传动镗刀片,可使一锥形刀杆轴向移动,也可使镗刀片向外扩大到更大的直径或向内缩小到更小的直径。这取决于镗刀的设计,它可通过一个闭环系统,自动地对两个平面进行补偿。镗刀头的行程范围可以变化,比如MO42可以在-1.0～+1.5mm的行程范围内调节1mm,而U轴可偏离中心移动高达±25mm,镗削精度可达±10mm。

尽管这种自动化系统的费用较高,但其投资能够很快得到回报,特别是在大批量生产过程中。比如在汽车工业中,MO42镗刀头可根据仪表测量值对连杆的每一次切削进行自动调节。再比如,一个U轴镗削系统在镗削时,可使一台加工中心的加工能力在某种意义上像车床那样,能够切削凹面和进行倒角,有效地增加了一个加工轴。同时,一台加工中心可以镗削一个在高速情况下难以在卡盘上装夹的零件。因为此时旋转的只是镗刀,而工件是不旋转的,因此加工中心可以用这种刀具在很短的时间内进行加工生产,以达到所要求的表面光洁度。

智能刀具

Makino公司使用的是Smart系列智能刀具。Makino公司采用的方法不是利用电机进行传动,而是采用切削液使其通过刀具,在流经切削区润滑和冷却前,迫使切削液起到另一个作用,那就是帮助清除切屑。一种称作冷却液可调镗杆或CABB的双重镶刀片设计形式的镗刀,其中包含一个内部的尼龙气囊。随着压力的增加,气囊随之膨胀,迫使含有镶刀片刀架上的两个刀片向外扩张,因此使刀具的直径扩大。

然而,为了适应气囊的要求,镗刀所需的局限直径至少应为51mm。为了使这一机构能缩套在镗刀上,其直径应小到25.4mm,为此,设计组开发了一种“简易密封”装置。Makino公司在两个镶刀片之间增加了一个夹心钢片。这一中心件是固定的,随着压力的增加,里面的液体将推动刀片向外分离。 虽然Makino公司设计和生产了精度达到0.51mm的镗杆,但其设计的大部分CABB镗刀精度却能达到0.25mm左右。其原因是因为当刀具的精度一旦大大超过这一数值时,对于大部分工作而言,精度就开始过度下降。大部分的镶刀片在需要更换前,其磨损只有0.127mm或更少。因此,仍然有余地使刀具扩大至第二次、甚至扩大至第三次使用。

对Duratec2.5L发动机缸体进行精加工这一性能可以使其减少许多无效的生产时间,比如用于对偏移量的调节、更换刀具和通过镗孔将刀具退出。这样,就可以在进刀过程中加工,并扩大间隙一般在每一镗孔的底部然后在退刀过程中进行加工。CNC数控机床的软件可以根据主轴背面获得的压力读数进行自动调节。为了达到很高精度,可采用气压表测量孔径,并给闭环控制系统提供必要的反馈信息。

Makino公司制造了一种能够在切削过程中使镶刀片径向内、外移动的另一类液压镗刀,可镗削略呈椭圆形的孔径,其直径≥51mm。由于CNC数控机床的切削液压力是可变的,其镶刀片后面的叶片弹簧既可以使镶刀片向外推动延伸,也可以在松弛后将它向内拉紧。其每侧最大的移动距离为0.127mm。在发动机生产过程中,这一较小的移动量足以使孔径成形,并纠正其圆柱度问题。

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