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孔加工技术概述

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加工 技术 概述
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孔加工技术 介绍 • 几乎所有零件都需要加工 孔。 • 选择的方法正确与否可以 显著地影响生产成本。 • 山特维克可乐满可提供范 围宽广的孔加工刀具,可 以帮助你找到最佳的解决 方案。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction1 孔加工技术概述 使用旋转刀具的解决方案 Ÿ 一般情况下,孔是用钻削刀具加工的。但 是,在现代机床上,用螺旋插补铣削也可 以来完成,因此,铣削有时也可以作为替 换方法。 Ÿ 粗加工镗孔用于扩大已有的孔(由钻削、 铸造、锻造、火焰切割等生成)。铣削也 可以作为一种替换的方法。 Ÿ 精密孔一般需要由镗削或铰削刀具的精加 工工序完成,整体硬质合金立铣刀在有圆 弧补偿和预读编程功能的机床上,使用螺 旋/圆铣削也是合适的。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction2 孔加工解决方案 实例 铣削,螺旋插补钻削和镗削 最佳解决方案 ? 台阶钻削 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction3 + •简单,标准刀具s •相对灵活 _ •两个刀具,接杆和基本刀 柄 •需要两个刀具位置 + •简单,定制刀具 •最快的成孔方法 _ •要求更大的动力和稳定性 •灵活性小 •在长屑材料中的排屑有问题 + •简单,标准刀具 •非常灵活 •功率要求低 •良好的断屑作用 _ •加工周期时间长 •生产率低 生产率! 大批量生产 通用性! 小批量生产 标准选项! 孔加工解决方案 孔加工方法的比较 铣削,螺旋插补钻削和镗削台阶钻削 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction4 孔加工刀具 概述 Ÿ 山特维克可乐满可以为孔加工 工序提供范围很广的刀具。 Ÿ 在下一张幻灯片中,你可以看 到最新发展的演示。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction5 CoroDrill® 880 节约成本利器! Ÿ 孔加工的最经济方法。 Ÿ 所有工件材料都有适用的钻头。 Ÿ 可提供标准钻、定制钻和专用钻。 Ÿ 通用刀具,它不仅仅可以钻削。 6 非标专用钻 CoroDrill 840 基本选择 CoroDrill 842 铸铁 CoroDrill 841 攻螺纹孔 CoroDrill 850 铝 CoroDrill® Delta-C 高精度条件下的生产率 Ÿ 全面的整体硬质合金钻产品范围 Ÿ CoroDrill 840,基本选择 Ÿ 为不同材料和应用优化的钻 Ÿ 范围很宽的定制和专用钻 CoroDrill 844 用于硬质合金试样(button )孔 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction7 独特槽形 CoroDrill ® Delta-C R850 适用于硅含量不高于12%的铝铝的高生产产率钻钻,减少了孔口 毛刺的产产生 8 CoroDrill ® Delta-C R850 出口处处毛刺的比较较 铝,6061-T6 用于铝的常规直槽钻 (不形成毛刺的最大进给为 0.23 mm/转) CoroDrill Delta-C R850-Al钻 vc=250 m/分 fn=0.32 mm/转 9 CoroDrill® 800与805 深孔 Ÿ CoroDrill 800形成山特维克可乐满的 世界领先的深孔钻产品范围的一部分。 Ÿ 新CoroDrill 805安装了同样的刀片和 支撑块,这使它可以很容易地在常规机 床上钻削深孔。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction10 CoroBore® 粗加工与精加工 Ÿ CoroBore是现代的和高生产率的产品,它用于很大的直径范围内的预钻孔/ 已形成孔的粗加工和精加工。 Ÿ 高进给多刃Reamer(铰刀)830是精密孔的大系列生产的良好选择。 CoroBore 825Reamer 830CoroBore 820 CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction11 CoroMill® 铣削孔 Ÿ CoroMill 390的可以代替钻削和镗削刀具 Ÿ CoroMill 300 是你需要加工大孔时的正确选择 Ÿ CoroMill Plura 可以代替紧公差孔的精加工刀具。 Ÿ 在一些情况下,它也可以代替钻削刀具 CoroMill 390CoroMill 300CoroMill Plura CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction12 CoroCut® MB与CoroTurn® XS 旋转应用中的反倒角和倒角 • 在旋转应用中,最小 孔径是 7 mm • 一次走刀完成零件加 工 • 无需人工去毛刺 • 去除了昂贵的专用刀 具 • 一个刀具用于“所有” 孔尺寸 CoroCut MB,用于带 弹簧夹套的CoroGrip 精密动力夹头。 最小孔径 D = 12.0 mm CoroTurn XS 最小孔径D =7.0 mm CoroPak 06.1 Training – Holemaking introduction13 孔加工的解决方案 怎样选择最佳方法 • 为了确定最佳刀具解决方案,基本上需要考虑5个范围的问题 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions14 • 孔径 • 孔深 • 孔公差 • 表面质量 • 孔的结构 1. 孔 需要考虑的参数 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions15 两个最基本的参数为: • 孔径 • 孔深 • 孔公差 • 表面质量 • 孔的结构 1. 孔 需要考虑的主要参数 L Ø CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions16 孔径和孔深 用于常规机床的钻削刀具* 10 20 30 40 50 60 70 80 110 *) 加工中心。数控机床、多任务机床等。 套孔 5xD 10xD Dc T-Max U 15xD ~ 40xD CoroDrill® Delta-C Gun drill L/Dc CoroDrill® 880 Coromant Delta® CoroDrill® 805 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions17 CoroDrill® 880 孔径和孔深 浅孔钻的定位 Ÿ 可转位刀片钻,CoroDrill 880,由于它钻 削每孔的成本低,应考虑作为首选。 它也是非常通用的刀具。 Ÿ 整体硬质合金钻,CoroDrill Delta-C,是 小直径孔和要求小的孔公差时的首选。 Ÿ 在大直径的情况下和在稳定性差时, Coromant Delta钻是补充选择(由于钢钻 体对稳定性不敏感)。 CoroDrill® Delta-C Coromant Delta® CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions18 Ÿ 可转位刀片钻 CoroDrill 805可以在加工中 心、车床和多任务机床上钻削深孔。 Ÿ 孔径范围25-65mm和孔深13-7xD。 Ÿ 点击箭头,阅读更多信息: Ÿ CoroDrill Delta-C 最大孔深为约15xD。 CoroDrill® 805 孔径和孔深 常规机床上的深孔钻 CoroDrill® Delta-C CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions19 Ÿ 枪钻用于小直径和深孔。有两种类型: – T传统的单切削刃适用于大部分工件材料。 – 双切削刃枪钻用于断屑材料的高进给切削,例如, 主要用于铸铁。 Ÿ 注:小型号枪钻要求高冷却液泵压力。 单切削刃 双切削刃 孔径和孔深 常规机床上的深孔钻 枪钻 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions20 • 对于孔的长径比(L/D)达 150倍的深孔高效来说, 需要有专用的深孔钻床。 • 山特维克可乐满是世界上 领先的深孔钻削公司,具 有所需的高水平专业知识 。 • 这个领域的最新发展是高 生产率的CoroDrill® 800 钻头。 • 如需更多的信息,阅读综 合样本和应用指南。 孔径和孔深 传统深孔钻削 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions21 Ÿ 可转位刀片钻头的标准产品直径最大直径80 mm。更大的钻头可作为非标非标钻提供。 Ÿ 如果机床的功率和扭矩受到限制,在孔为通 孔时,作为一个补充选择,可采用套孔钻。 标准套孔钻最大直径为110 mm,更大的钻 头为非标钻头。 Ÿ 另一个补充选择是采用铣刀执行螺旋插补。 (也可作为断屑问题时的补充选择),通用性 较好。 但加工周期时间较长。 CoroMill® 300适用于大直径孔加工。 孔径和孔深 大直径孔和功率要求 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions22 CoroMill® Plura CoroMill® 390 CoroMill® 300 孔径和孔深 铣削刀具 Ÿ CoroMill 300是自由公差孔加工的补充选择 Ÿ CoroMill 390是钻削或镗削的补充选择 Ÿ CoroMill Plura可以代替精镗。在一些情况下,也可作为钻削的补充选择 。 5xD 10xD 10 20 30 40 50 ~200 D hole L/D CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions23 粗镗刀具 孔径和孔深 •CoroBore 820是最高效的选择。 •Duobore是机床稳定性或功率不足时的补充选择。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions Dc L/Dc 4xD 25 35 270 306 550 Duobore® CoroBore® 820 6xD 24 精镗和铰削刀具 孔径和孔深 Ÿ 精镗覆盖了3 mm到975 mm的一个很大的范围。 Ÿ 830铰刀是精加工刀具的补充选择。这种多刃铰刀可提供很高的进给,可按照直径 订购(无需预调整)。 适用于大批量生产。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions 3 10 23 31,75 44 250 274,6 975 Dc CoroBore® 825 4xD L/Dc 6xD 5xD Reamer 830 25 下一个需要考虑的参数为: ü 孔直径 ü 孔深 •孔公差 •表面质量 •孔组成 +/- 0.xxx 1. 孔 需要考虑的参数 Ra Ø CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions26 表面质量 不同刀具的结果 R844 R840, 842, 850 Ra 1μmRa 1-2μm Ra 1-4μmRa 0.5-5μmRa 2-5μmRa 5μm • 获得的表面质量与稳定性(振动趋势)、工件材料和进给有很大的关系。 •下两张幻灯片显示了CoroDrill使用不同进给的实例。 Coromant Delta® CoroDrill® 880 CoroMill® 390 CoroMill® 300 CoroDrill® Delta-C CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions27 Ÿ 表面质量 – 如果需要特别高的表面质量,选择低进给和高 切削速度 – 表面质量:在稳定条件下,普通钢( 250- 350HB )中最小可以达到Ra 0,5 m Ra µm进给 最小到 0,5低 2,0-4,0高 表面质量 CoroDrill® 880 – 如何进一步改善 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions28 表面质量 CoroDrill® 880演示 材料:低合金钢(CMC 02.1) 进给是怎样影响表面质量的。钻削是在ISO 40 锥度立式机床上进行的。 钻直径 20,0 mm x 3 直径, -GR槽形 钻880-D2000L25-03 刀片 880-040305H-C-GR 1044 880-0403W07H-P-GR 4024 切削参数 vc250 m/分 fn0,04 mm/转.Ra: 0,84m fn0,20 mm/转.Ra: 1,53m fn0,32 mm/转.Ra: 2,30m 29 孔质量 刀柄影响结果 Ÿ为了获得最佳稳定性和孔质量,使 用CoroGrip或Hydrogrip刀柄, 最好和 可乐满Capto一起使用。 Ÿ使用尽可能悬伸短的钻头。 Ÿ刚性安装,可以使用高切削参数, 提高刀具寿命。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions30 CoroDrill® Delta-C 高精密孔 中等公差孔紧公差孔 孔质量 不同刀具的结果 自由公差孔 IT 6-7 IT 8-10IT 12-13IT 13 • 短的钻头和刚性连接(主轴-刀柄-工件)提高了孔的公差。 • 点击箭头,查阅关于ISO公差等级的信息。 R844 R840, 842, 850 Coromant Delta® CoroDrill® 880 CoroMill® 390 CoroMill® 300 31 •Dmax减去Dmin是公差宽度,也称 为IT 1. 孔 ISO公差等级 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions32 ISO公差 公差宽度(IT) •IT号越小,公差越小 •同一个IT等级的公差,直径越大公差越大 实例: 轴承,导向销 用无排屑槽攻螺纹的孔 正常丝锥孔 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions33 ISO公差 孔 H J JS P F FG G KM N 公差宽度 (IT) •大写字母表示孔公差 宽度的定位 名义 D 孔 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions34 精密孔 中等公差孔紧公差孔 孔公差 不同刀具的结果 自由公差孔 • 通过预置 CoroDrill 880,在车床或旋转刀具应用中,利用偏心滑套或可调刀 柄,可以改善孔公差。 IT 10-11 Coromant Delta® CoroDrill® 880 CoroMill® 390 CoroMill® 300 CoroDrill® Delta-C 可调钻柄 偏心滑套 非旋转钻 35 孔公差 不同刀具的结果 - 精密孔 • 达到IT 6-7公差等级的不同刀具 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions R844 R840, 842, 850 Coromant Delta® CoroDrill® 880 CoroMill® 390 CoroDrill® Delta-C 工序 1 工序 2 + 36 下一个需要考虑的参数是: ü 孔径 ü 孔深 ü 孔公差 ü 表面质量 •孔的结构 1. 孔 需要考虑的参数 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions37 孔的结构 不同的解决方案 •一般情况,最高效的生产带台阶和倒角 的孔的方法是使用复合钻。但是复合钻 也是折中,因此要仔细考虑公差、排屑 等是否符合要求。 •组合刀具有标准的(用于经常钻削的孔 ,例如攻螺纹孔),也有定制和非标专 用组合钻。 •CoroCut MB和CoroTurn XS是通用刀具 ,它们可以执行倒角和反倒角。 •点击箭头,查阅更多信息: CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions38 CoroCut® MB和CoroTurn® XS 在旋转应用中反倒角和倒角 • 在旋转应用中 最小孔径为 7 mm • 零件在一次走刀中完 成 • 不需人工去毛刺 • 省去昂贵的专用刀具 • 一种刀具用于“所有” 孔型号 装夹在有弹性夹套的 CoroGrip精密动力夹头的 CoroCut MB 。 最小直径孔= 12.0 mm CoroTurn XS 最小 直径孔=7.0 mm CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions39 CoroCut® MB 反倒角,ISO程序,方法 1.用于有圆角分量的反倒角 的 ISO代码: T32 M6 G17 G90 S4751 M3 (S4751=Vc120) G0 X30.0 Y0.0 G0 G43 H32 Z25.0 Z-7.8 G91 G01 G41 D32 X0.0 Y-6.0 F208 G03 X0.0 Y0.0 I0.0 J6.0 F367 G01 G40 X0.0 Y6.0 G90 G0 Z25.0 M99 定义 G/M 代码: G0 = 快速进给 G1 = 进给 G03 = 圆弧插补 逆时针 G17 =工作平面 G90 =绝对定位 G91 =递增定位 M03 =主轴起始顺时针 M06 = 换刀 M99= 调用主程序 定义其它: T = 刀具数 H = 刀具长度寄存器 D = 刀具圆角分量 S = 主轴速度 F = 进给Feed 参数: 孔型号 = 12,0 mm 倒角型号 = 1,0 mm 设置半径 = 4,3 mm 设置长度 = 见图纸 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions40 孔加工的解决方案 怎样选择最佳方法 • 接着是零件和工件材料 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions41 2. 零件和工件材料 需要考虑的参数 Ÿ 零件: – 如果对称旋转 - 可以使用非旋转刀具 – 夹具 - 夹紧力与切削力的比较?振动敏感程 度? – 是否使用了为了达到加工处的长悬伸?是否 需要使用防振刀具? Ÿ 材料 – 可加工性 – 切屑形成能力 – 硬度 – 合金元素 SH P M K N CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions42 工件材料 实例 不同类型钻 Coromant Delta® CoroDrill® 880 CoroDrill® 805 Gun drill S H P M K N         *) **)   -  (842)       (850)  **)     **)   -   **)  - Single lip Twin lip CoroDrill® Delta-C CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions  加工类型非常适合工件材料 *)推荐的优化牌号 **)在评估时,与您当地的山特维克可乐满代表处联系 43 工件材料 实例 不同的镗削/铰削刀具  加工类型非常适合工件材料 *) 推荐的用于灰口铸铁( CMC 08 )的优化牌号      -    *)      -   - CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions S H P M K N Reamer 830 CoroBore® 825 CoroBore® 820 44 工件材料 实例 不同的镗削/铰削刀具    CoroMill® Plura CoroMill® 390 CoroMill® 300              –  CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions  刀具非常适合工件材料 S H P M K N 45 孔加工的解决方案 怎样选择最佳方法 • 下一步是机床 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions46 3. 机床 Ÿ 需要考虑一些事情: – 旋转还是非旋转刀具? – 与立式主轴相比,卧式主轴使排屑容易 – 对于大直径孔,功率和力矩是否足够大?如果不 是,可以用螺旋/圆弧插补和套孔方法解决。 – 对于小直径孔,主轴速度是否足够小? – 刀具库有限制吗?是否需要通用和组合刀具? – 控制系统 - 有螺旋插补编程功能吗? – 冷却液压力对小直径是否足够高? – 对大直径孔,冷却液流量是否足够大? – …下一张幻灯片上有更多的关于冷却液供应的问 题… CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions47 冷却液供应 •内冷却液 –是否总是对排屑和钻削工艺的可靠性最有利 –钻削长屑材料(低碳钢和不锈钢)和深孔(4xD )时尤其重要。 •外冷却液 –在一般钢和铸铁上,现代钻削刀具,如CoroDrill Delta-C和CoroDrill 880,可以使用外冷却液。一 般最大孔深3xD。 •油雾和最小数量润滑剂冷却 –在一些情况下使用,可获得非常好的效果 •干切削 –螺旋/圆弧插补的铣削 –CoroDrill 880可以在有利条件下不使用冷却液,见 下一张幻灯片 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions48 干切削 CoroDrill® 880实例 材料:低碳钢 (CMC 02.1) 一个使用固定钻的中心孔 8个使用旋转钻的孔 无冷却液 钻直径20,0 mm x 3 直径,h -GM 槽形 钻880-D2000L25-03 刀片 880-040305H-C-GM 880-0403W05H-P-GM 切削参数,固定钻l vc180 m/分 fn0,18 mm/转 vf745 mm/分 切削参数,旋转钻 vc180 m/分 fn0,10 mm/转 vf286 mm/分 •无冷却液或压缩空气的钻削 –在一些情况下可以。 –方便调整 –相对短的切屑材料 49 孔加工的解决方案 怎样选择最佳方法 • 下一步是需要产生的孔的数目 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions50 4. 需要生产的零件数 Ÿ 小批量生产 – 生产率不是关键因素 – 如果只有几个孔,螺旋/圆弧插补是钻削的补 充选择。 – 通用标准刀具是良好选择,同时它们也可以用 于其它类型零件的加工。 Ÿ 大批量生产 – 优化的刀具 – 在一次走刀中将钻削、镗削和倒角加工组合 在一起的刀具常常是最高效的选择,同时必须 考虑排屑问题等。 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions51 孔加工的解决方案 怎样选择最佳方法 • 最后是经济计算 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions52 5. 经济性 每孔成本/零件 Ÿ 刀具和刀片的成本只是每零件 总的成本的一小部分 Ÿ 结论: – ”时间就是金钱” – 在保持质量、可靠性和有足够的刀 具寿命条件下,孔加工的得越快, 成本越低 Ÿ 更多信息: 生产率分析器报告 生产时间的节约 =45 (小时) 节约每年是6.413美元 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions53 加工经济性 可变和固定成本 可变成本 Ÿ 仅仅在生产时引起的成本: - 切削刀具、耗材 - 工件材料 固定成本 Ÿ 不生产时也存在的成本: - 机床和刀柄 - 劳动力 - 厂房、管理等 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions54 按照百分比的成本分解 可变成本 仅在生产时产生的成本 Ÿ 切削刀具(3%) Ÿ 工件材料(17%) 固定成本 所有时间都产生的成本 Ÿ 机器(27%) Ÿ 劳动力(31%) Ÿ 厂房和管理(22%) 切削刀具(3%) 厂房和管理(22% ) 工件材料 (17%) 机器(27%) 劳动力(31%) CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions55 加工经济性 – 成本、刀具寿命还时生产率 Ÿ 降低成本 降低价格30%, 仅降低总成本每零件 1% Ÿ 提高刀具寿命: 提高刀具寿命50% 仅减少总成本每零件1% Ÿ 提高切削参数: 提高切削参数20% 降低总成本每零件15% CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions56 •在非旋转(车床)应用中,内圆车削刀具用于孔的粗加工和精加工。 •山特维克可乐满大量提供CoroTurn 107 / 111和 T-MAX P 等。 孔加工的技术概述 不包括在本演示内的解决方案 CoroTurn 111 CoroTurn 107 T-MAX P Ø 8,5-32Ø 16-75Ø 20- WiperWiper CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions57 •这是在选择孔加工解决方案前需要考 虑的问题的简短描述。 •你可在“Sandvik Coromant Metal Cutting Handbook”(山特维克可乐 满金属切削手册)中找到更深入的信 息,你也可以在此手册中找到关于我 们的其它刀具的信息。 •或者查阅互联网上的山特维克可乐满 孔加工的网站: www.coromant.sandvik.co m 孔加工的解决方案 何处可以找到更多信息 CoroPak 06.1 Training – Holemaking solutions58
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