Im Vergleich zur Außenflächenbearbeitung sind die Bedingungen bei der Lochbearbeitung deutlich schlechter und die Bearbeitung von Löchern ist schwieriger als die Bearbeitung von Außenkreisen.Das ist weil:
1) Die Größe des für die Lochbearbeitung verwendeten Werkzeugs ist durch die Größe des zu bearbeitenden Lochs begrenzt und die Steifigkeit ist gering, was zu Biegeverformungen und Vibrationen führt.
2) Bei der Bearbeitung eines Lochs mit einem Werkzeug fester Größe wird die Größe des Lochs häufig direkt durch die entsprechende Größe des Werkzeugs bestimmt, und Herstellungsfehler und Verschleiß des Werkzeugs wirken sich direkt auf die Bearbeitungsgenauigkeit des Lochs aus.
3) Bei der Bearbeitung von Löchern liegt der Schneidbereich innerhalb des Werkstücks, die Spanabfuhr- und Wärmeableitungsbedingungen sind schlecht und die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität sind nicht leicht zu kontrollieren.
1. Bohren und Reiben
1. Bohren
Bohren ist der erste Vorgang zur Herstellung von Löchern in Vollmaterialien. Der Durchmesser der Löcher beträgt im Allgemeinen weniger als 80 mm.Es gibt zwei Arten des Bohrens: Eine ist die Drehung des Bohrers;der andere ist die Drehung des Werkstücks.Die durch die beiden oben genannten Bohrmethoden erzeugten Fehler sind unterschiedlich.Bei der Bohrmethode mit rotierendem Bohrer wird die Mittellinie des bearbeiteten Lochs schief oder verzerrt, wenn der Bohrer aufgrund der Asymmetrie der Schneidkante und der unzureichenden Steifigkeit des Bohrers abweicht.Es ist nicht gerade, aber der Lochdurchmesser bleibt grundsätzlich unverändert;Im Gegensatz dazu führt die Abweichung des Bohrers bei der Bohrmethode, bei der das Werkstück gedreht wird, dazu, dass sich der Lochdurchmesser ändert, während die Lochmittellinie noch gerade ist.
Zu den häufig verwendeten Bohrwerkzeugen gehören: Spiralbohrer, Zentrierbohrer, Tieflochbohrer usw. Unter diesen wird am häufigsten der Spiralbohrer verwendet, dessen Durchmesserangabe Bild ist.
Aufgrund struktureller Einschränkungen sind sowohl die Biegesteifigkeit als auch die Torsionssteifigkeit des Bohrers gering, gepaart mit einer schlechten Zentrierung ist die Bohrgenauigkeit gering und erreicht im Allgemeinen nur IT13 ~ IT11;Die Oberflächenrauheit ist ebenfalls groß und Ra beträgt im Allgemeinen 50 bis 12,5 μm.Die Metallentfernungsrate beim Bohren ist jedoch groß und die Schneideffizienz hoch.Bohren wird hauptsächlich zur Bearbeitung von Löchern mit geringen Qualitätsanforderungen verwendet, wie z. B. Bolzenlöcher, Löcher mit Gewindeboden, Öllöcher usw. Löcher mit hohen Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität sollten durch Reiben, Reiben, Aufbohren oder Einschleifen erreicht werden anschließende Bearbeitung.
2. Reiben
Das Reiben ist eine der Methoden zur Endbearbeitung von Löchern, die in der Produktion weit verbreitet ist.Bei kleineren Löchern ist Reiben eine wirtschaftlichere und praktischere Methode als Innenschleifen und Feinbohren.
1. Reibahle
Reibahlen werden im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt: Handreibahlen und Maschinenreibahlen.Der Griff der Handreibahle ist ein gerader Griff, der Arbeitsteil ist länger und die Führungsfunktion ist besser.Die Handreibahle verfügt über zwei integrale Strukturen und einen einstellbaren Außendurchmesser.Es gibt zwei Arten von Maschinenreibahlen: Schaft-Reibahlen und Hülsen-Reibahlen.Mit Reibahlen können nicht nur runde Löcher bearbeitet werden, auch konische Löcher können mit konischen Reibahlen bearbeitet werden.
2. Reibtechnologie und ihre Anwendung
Die Reibzugabe hat großen Einfluss auf die Qualität des Reibens.Wenn das Aufmaß zu groß ist, ist die Belastung der Reibahle groß, die Schneidkante wird schnell stumpf, es ist nicht einfach, eine glatte bearbeitete Oberfläche zu erhalten, und die Maßtoleranz ist nicht einfach zu gewährleisten;Wenn das Aufmaß zu klein ist und die vom vorherigen Prozess hinterlassenen Werkzeugspuren nicht entfernt werden können, verbessert sich die Qualität der Lochbearbeitung natürlich nicht.Im Allgemeinen beträgt die grobe Scharnierzugabe 0,35 bis 0,15 mm und die feine Scharnierzugabe 01,5 bis 0,05 mm.
Um die Bildung einer Aufbauschneide zu vermeiden, wird das Reiben üblicherweise mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten durchgeführt (v < 8 m/min bei Schnellarbeitsstahlreibahlen für Stahl und Gusseisen).Der Wert des Vorschubs hängt von der zu bearbeitenden Blende ab.Je größer die Blende, desto größer der Vorschubwert.Wenn die Schnellarbeitsstahlreibahle Stahl und Gusseisen bearbeitet, beträgt der Vorschub normalerweise 0,3 bis 1 mm/U.
Beim Reiben von Löchern muss es gekühlt, geschmiert und mit geeigneter Schneidflüssigkeit gereinigt werden, um eine Aufbauschneide zu verhindern und Späne rechtzeitig zu entfernen.Im Vergleich zum Schleifen und Bohren weist das Reiben eine hohe Produktivität auf und ist einfach, die Genauigkeit des Lochs sicherzustellen;Allerdings kann das Reiben den Positionsfehler der Lochachse nicht korrigieren und die Positionsgenauigkeit des Lochs sollte durch den vorherigen Prozess gewährleistet werden.Stufenlöcher und Sacklöcher sind zum Reiben nicht geeignet.
Die Maßgenauigkeit des Reiblochs beträgt im Allgemeinen IT9 bis IT7 und die Oberflächenrauheit Ra beträgt im Allgemeinen 3,2 bis 0,8.Für mittelgroße Löcher mit hohen Präzisionsanforderungen (z. B. Präzisionslöcher auf IT7-Niveau) ist der Bohr-Aufweit-Reib-Prozess ein typisches Bearbeitungsschema, das üblicherweise in der Produktion eingesetzt wird.
3. Langweilig
Bohren ist eine Bearbeitungsmethode, bei der vorgefertigte Löcher mit Schneidwerkzeugen vergrößert werden.Bohrarbeiten können auf einer Bohrmaschine oder einer Drehmaschine durchgeführt werden.
1. Langweilige Methode
Beim Bohren gibt es drei verschiedene Bearbeitungsmethoden.
1) Das Werkstück dreht sich und das Werkzeug wird vorgeschoben.Die meisten Bohrungen auf der Drehmaschine gehören zu dieser Bohrmethode.Die Prozessmerkmale sind: Die Achslinie des Lochs nach der Bearbeitung stimmt mit der Rotationsachse des Werkstücks überein, die Rundheit des Lochs hängt hauptsächlich von der Rotationsgenauigkeit der Werkzeugmaschinenspindel ab und der axiale Geometriefehler des Lochs hängt hauptsächlich davon ab von der Vorschubrichtung des Werkzeugs relativ zur Rotationsachse des Werkstücks.Positionsgenauigkeit.Diese Bohrmethode eignet sich für die Bearbeitung von Löchern, die Anforderungen an die Koaxialität mit der Außenfläche stellen.
2) Das Werkzeug dreht sich und das Werkstück führt eine Vorschubbewegung aus.Die Spindel der Bohrmaschine treibt das Bohrwerkzeug in Drehung, und der Arbeitstisch treibt das Werkstück in eine Vorschubbewegung.
3) Wenn sich das Werkzeug dreht und eine Vorschubbewegung ausführt, wird diese Art der Bohrmethode zum Bohren verwendet.Die Überhanglänge der Bohrstange wird verändert, und auch die Kraft und Verformung der Bohrstange werden verändert.Der Lochdurchmesser ist klein und bildet ein konisches Loch.Darüber hinaus erhöht sich die Überhanglänge der Bohrstange und auch die Biegeverformung der Hauptwelle aufgrund ihres Eigengewichts nimmt zu, wodurch die Achse des bearbeiteten Lochs entsprechend gebogen wird.Diese Bohrmethode eignet sich nur für kurze Löcher.
2. Diamantbohren
Im Vergleich zum gewöhnlichen Bohren zeichnet sich das Diamantbohren durch einen geringen Rückschnitt, einen kleinen Vorschub und eine hohe Schnittgeschwindigkeit aus.Es kann eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit (IT7~IT6) und eine sehr glatte Oberfläche (Ra beträgt 0,4~0,05) erreicht werden.Diamantbohren wurde ursprünglich mit Diamantbohrwerkzeugen durchgeführt, heute wird es im Allgemeinen mit Hartmetall-, CBN- und synthetischen Diamantwerkzeugen bearbeitet.Wird hauptsächlich zur Bearbeitung von Werkstücken aus Nichteisenmetallen, aber auch zur Bearbeitung von Gusseisen und Stahl verwendet.
Die üblicherweise verwendeten Schnittmengen beim Diamantbohren sind: Der Rückschnitt beim Vorbohren beträgt 0,2 bis 0,6 mm und beim Endbohren beträgt er 0,1 mm.die Vorschubgeschwindigkeit beträgt 0,01–0,14 mm/U;Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 100–250 m/min bei der Bearbeitung von Gusseisen und die Bearbeitung 150–300 m/min für Stahl und 300–2000 m/min für die Bearbeitung von Nichteisenmetallen.
Um sicherzustellen, dass beim Diamantbohren eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität erreicht werden kann, muss die verwendete Werkzeugmaschine (Diamantbohrmaschine) eine hohe geometrische Genauigkeit und Steifigkeit aufweisen.Die Hauptwelle der Werkzeugmaschine wird normalerweise von Präzisions-Schrägkugellagern oder hydrostatischen Gleitlagern und schnell rotierenden Teilen getragen.Es muss genau ausbalanciert sein;Darüber hinaus muss die Bewegung des Vorschubmechanismus sehr stabil sein, um sicherzustellen, dass der Arbeitstisch eine stabile und langsame Vorschubbewegung ausführen kann.
Diamantbohren weist eine gute Verarbeitungsqualität und eine hohe Produktionseffizienz auf und wird häufig bei der Endbearbeitung von Präzisionslöchern in der Massenproduktion eingesetzt, wie z. B. Motorzylinderlöchern, Kolbenbolzenlöchern und Spindellöchern in Spindelkästen von Werkzeugmaschinen.Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Bearbeitung von Eisenmetallprodukten mit Diamantbohren nur Bohrwerkzeuge aus Hartmetall und CBN verwendet werden können und Bohrwerkzeuge aus Diamant nicht verwendet werden können, da die Kohlenstoffatome im Diamant eine große Affinität aufweisen mit Eisengruppenelementen.Die Standzeit ist gering.
3. Bohrwerkzeug
Bohrwerkzeuge können in einschneidige Bohrwerkzeuge und zweischneidige Bohrwerkzeuge unterteilt werden.
4. Technologische Eigenschaften und Anwendungsbereich des Bohrens
Im Vergleich zum Bohren-Aufweiten-Reiben-Verfahren ist der Durchmesser des Lochs nicht durch die Größe des Werkzeugs begrenzt, und das Bohren weist eine starke Fehlerkorrekturfähigkeit auf.Die Bohr- und Positionierungsflächen sorgen für eine hohe Positionsgenauigkeit.
Im Vergleich zum Außenkreis des Bohrlochs sind die Wärmeableitungs- und Spanabfuhrbedingungen aufgrund der geringen Steifigkeit und der großen Verformung des Werkzeughaltersystems nicht gut und die thermische Verformung des Werkstücks und des Werkzeugs ist relativ groß.Die Bearbeitungsqualität und Produktionseffizienz des Bohrlochs sind nicht so hoch wie die des Außenkreises..
Basierend auf der obigen Analyse ist ersichtlich, dass das Bohren über einen großen Bearbeitungsbereich verfügt und Löcher unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher Genauigkeit bearbeiten kann.Bei Löchern und Lochsystemen mit großen Durchmessern und hohen Anforderungen an Maß- und Lagegenauigkeit ist das Bohren nahezu die einzige Bearbeitung.Methode.Die Bearbeitungsgenauigkeit beim Bohren beträgt IT9~IT7 und die Oberflächenrauheit Ra beträgt .Bohren kann auf Werkzeugmaschinen wie Bohrmaschinen, Drehmaschinen und Fräsmaschinen durchgeführt werden.Es bietet die Vorteile der Flexibilität und wird häufig in der Produktion eingesetzt.In der Massenproduktion vonCNC-BearbeitungsteileUm die Bohreffizienz zu verbessern, werden häufig Bohrmatrizen verwendet.
4. Löcher honen
1. Honprinzip und Honkopf
Beim Honen handelt es sich um eine Methode zum Fertigbearbeiten eines Lochs mit einem Honkopf und einem Schleifstab (Whitstone).Beim Honen wird das Werkstück fixiert und der Honkopf wird von der Spindel der Maschine angetrieben, um sich zu drehen und eine hin- und hergehende lineare Bewegung auszuführen.Beim Honen wirkt der Schleifstab mit einem bestimmten Druck auf die Oberfläche des Werkstücks und schneidet eine sehr dünne Materialschicht von der Oberfläche des Werkstücks ab, wobei die Schnittbahn ein gekreuztes Netz ist.Damit sich die Bewegungsbahn der Schleifkörner der Sandbank nicht wiederholt, sollten die Umdrehungen pro Minute der Drehbewegung des Honkopfes und die Anzahl der Hin- und Herbewegungen pro Minute des Honkopfes Primzahlen voneinander sein.
Der Schnittwinkel Image der Honbahn steht im Zusammenhang mit der Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit Image und der Umfangsgeschwindigkeit Image des Honkopfes.Die Größe des Bildwinkels beeinflusst die Bearbeitungsqualität und Effizienz des Honens.Im Allgemeinen wird Image ° zum Grobhonen und Image ° zum Feinhonen verwendet.Um den Abtransport gebrochener Schleifpartikel und -späne zu erleichtern, die Schnitttemperatur zu senken und die Bearbeitungsqualität zu verbessern, sollte beim Honen ausreichend Schneidflüssigkeit verwendet werden.
Um eine gleichmäßige Bearbeitung der Lochwand zu gewährleisten, sollte der Hub der Sandbank an beiden Enden des Lochs einen Überlaufbetrag überschreiten.Um eine gleichmäßige Honzugabe zu gewährleisten und den Einfluss von Rotationsfehlern der Werkzeugmaschinenspindel auf die Bearbeitungsgenauigkeit zu verringern, sind die meisten Honköpfe und Werkzeugmaschinenspindeln schwimmend verbunden.
Die radiale Expansions- und Kontraktionseinstellung der Honkopf-Schleifstange hat verschiedene Bauformen wie manuell, pneumatisch und hydraulisch.
2. Prozesseigenschaften und Anwendungsbereich des Honens
1) Durch Honen kann eine hohe Maßgenauigkeit und Formgenauigkeit erreicht werden.Die Bearbeitungsgenauigkeit beträgt IT7~IT6.Die Rundheits- und Zylindrizitätsfehler von Löchern können im Bereich von kontrolliert werden, aber das Honen kann die Positionsgenauigkeit der Löcher nicht verbessernCNC-bearbeitete Teile' Löcher.
2) Durch Honen kann eine höhere Oberflächenqualität erzielt werden, die Oberflächenrauheit Ra beträgt Bild und die Tiefe der metamorphen Defektschicht des Oberflächenmetalls ist extrem gering (Bild).
3) Im Vergleich zur Schleifgeschwindigkeit ist die Umfangsgeschwindigkeit des Honkopfs zwar nicht hoch (vc=16~60 m/min), aber aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen Sandbank und Werkstück ist die Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit relativ hoch (va=8~20m/min).min), sodass beim Honen immer noch eine hohe Produktivität erzielt wird.
Honen wird häufig bei der Bearbeitung von Motorzylinderlöchern und Präzisionslöchern in verschiedenen hydraulischen Geräten in der Massenproduktion eingesetzt.Allerdings eignet sich das Honen nicht für die Bearbeitung von Löchern an Nichteisenmetallwerkstücken mit großer Plastizität, noch können Löcher mit Keilnuten, Keilnutenlöchern usw. bearbeitet werden.
5. Loch ziehen
1. Räumen und Räumen
Das Lochräumen ist ein hochproduktives Endbearbeitungsverfahren, das auf einer Räummaschine mit einer speziellen Räumnadel durchgeführt wird.Es gibt zwei Arten von Räumbetten: horizontale Räumbetten und vertikale Räumbetten, wobei horizontale Räumbetten am häufigsten vorkommen.
Beim Räumen führt das Räumwerkzeug nur eine lineare Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit aus (Hauptbewegung).Die Anzahl der gleichzeitig arbeitenden Zähne der Räumnadel sollte im Allgemeinen nicht weniger als 3 betragen, da die Räumnadel sonst nicht reibungslos arbeitet und es leicht zu ringförmigen Wellen auf der Oberfläche des Werkstücks kommt.Um zu verhindern, dass die Räumnadel durch zu hohe Räumkraft bricht, sollte die Anzahl der Arbeitszähne im Betrieb der Räumnadel im Allgemeinen 6 bis 8 nicht überschreiten.
Beim Räumen gibt es drei verschiedene Räummethoden, die wie folgt beschrieben werden:
(1) Schichträumen Das Charakteristikum dieser Räummethode besteht darin, dass das Räumwerkzeug die Bearbeitungszugabe des Werkstücks Schicht für Schicht nacheinander schneidet.Um den Spanbruch zu erleichtern, sind die Fräserzähne mit versetzten Spänetrennrillen geschliffen.Die nach der Schichträummethode konstruierte Räumnadel wird als gewöhnliche Räumnadel bezeichnet.
(2) Blockräumen Diese Räummethode zeichnet sich dadurch aus, dass jede Metallschicht auf der bearbeiteten Oberfläche aus einer Gruppe von Zähnen besteht, bei denen grundsätzlich die gleiche Größe, aber versetzte Zähne (normalerweise besteht jede Gruppe aus 2-3 Zähnen) entfernt werden.Jeder Zahn schneidet nur einen Teil einer Metallschicht ab.Die nach der Blockräummethode konstruierte Räumnadel wird als Scheibenräumnadel bezeichnet.
(3) Umfassendes Räumen Bei dieser Methode werden die Vorteile des Schicht- und Segmenträumens gebündelt.Der grobe Zahnteil übernimmt das segmentierte Räumen und der feine Zahnteil übernimmt das schichtweise Räumen.Auf diese Weise kann die Räumnadellänge verkürzt, die Produktivität gesteigert und eine bessere Oberflächenqualität erzielt werden.Die nach der umfassenden Räummethode entworfene Räumnadel wird als umfassende Räumnadel bezeichnet.
2. Prozesseigenschaften und Anwendungsbereich des Lochziehens
1) Die Räumnadel ist ein Werkzeug mit mehreren Schneiden, das das Schruppen, Schlichten und Schlichten des Lochs nacheinander in einem Räumhub mit hoher Produktionseffizienz abschließen kann.
2) Die Räumgenauigkeit hängt hauptsächlich von der Genauigkeit des Räumwerkzeugs ab.Unter normalen Bedingungen kann die Räumgenauigkeit IT9 bis IT7 erreichen und die Oberflächenrauheit Ra kann 6,3 bis 1,6 μm erreichen.
3) Beim Ziehen eines Lochs wird das Werkstück durch das bearbeitete Loch selbst positioniert (der vordere Teil der Räumnadel ist das Positionierungselement des Werkstücks), und es ist nicht einfach, die gegenseitige Positionsgenauigkeit des Lochs und anderer Oberflächen sicherzustellen;Bei der Bearbeitung von Körperteilen werden oft zuerst Löcher gezeichnet und dann andere Oberflächen bearbeitet, wobei die Löcher als Positionierungsreferenz verwendet werden.
4) Die Räumnadel kann nicht nur runde Löcher bearbeiten, sondern auch Löcher und Keillöcher formen.
5) Die Räumnadel ist ein Werkzeug fester Größe mit komplexer Form und hohem Preis, das nicht für die Bearbeitung großer Löcher geeignet ist.
Bohrlöcher werden in der Massenproduktion üblicherweise zur Bearbeitung von Durchgangslöchern an kleinen und mittelgroßen Teilen mit einem Durchmesser von 10–80 mm und einer Lochtiefe verwendet, die das Fünffache des Lochdurchmessers nicht überschreitet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26.09.2022