機械加工や金型加工において、深穴ボーリング加工は常に難しい問題でした。 以前、同僚はゴムホース金型の 48×215mm の深穴加工の問題に遭遇しました。 ここで、彼が踏んだ穴をみんなと共有し、何らかの助けと参考になれば幸いです。
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部品図の分析とプロセス計画
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1.部品図の解析
ホース金型部品は図 1 に示されており、加工する必要がある直径 48×215mm の穴が 4 つあります。 全体の大きさは420×270×250mmで、溝は上下左右に4本あり、穴面には段差があり、両側の斜面は列合わせ面となっています。
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図1 ホースモールド部品
この部品の技術要件は、穴の円錐度が {{0}.1mm を超えてはいけないこと、表面粗さの値が Ra3.2μm であること、穴の距離の寸法公差が 0 を超えてはいけないことです。{ {8}}3mm、垂直度は0.03mmです。 この金型の製品はガラスゴムチューブで肉厚はわずか0.8mmですが、お客様から0.8mmを超える肉厚の要望は受け付けられません。 コストを抑えるためには薄ければ薄いほど良いと言えます。
当時はそんな難しいことは全く知りませんでした。 著者の部門は深キャビティボーリングの加工のみを担当していましたが、顧客は加工の他の側面で協力することができました。 多くの試みの後、最終的にシンプルで合理的な処理スキームが開発されました。
2. プロセス計画
(1) 部品ボーリング前の簡単な加工手順
細かい素材が戻ってきたら、まずフライス盤で両面の溝を加工します。 図 1 に示すように、位置 B と E は最初に粗く、次に調整され、数値が処理されます。
機械の前面のステップは粗くされており、図 1 の A と F に示すように、片側に 0.5 mm のマージンが残されています。
図1のC、Dに示すように、加工底面の段差を粗くし、片側に0.5mmの余裕を持たせています。
その後、再度クランプしてメーターを調整し、4 つの辺を分割し、中央を中心にして穴あけと位置決めを行います。 直径10mm、24mm、35mmのドリルで段階的に加工し、最後に直径44mmのドリルで穴を開けます。
完成後、大型水車に行き、図2のように表面と底面を加工し、平行度が0.03mmになるように研磨します。
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WeChat を追加:Yuki7557 を使用して 10G CNC チュートリアルを送信します
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図2 各部の寸法
図 1 に示すように、0.3mm の仕上げ代が B と E の側面研削用に確保されています。
(2) 部品のクランプと位置決め基準
ワークピースは CNC ワークベンチに直接クランプされ、4 つの金型フィートは個別にコード化され、キャリブレーションは中心に分割され、誤差は 0.03 mm 以内に制御されます。
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部品のCNC加工
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1.部品図の解析
自作ボーリング工具：図3に示すように、まずボーリング工具ホルダーを作成します。材質は837Hで、最初に荒旋削を行い、0.5mmのマージンを確保し、熱処理後に外部円筒研削盤で加工します。焦点は同軸度を確保することです。 インサート刃付き小型ナイフホルダーは、刃の交換に便利でサイズも保証できる10×10mmの標準品として購入します。
内蔵小型ナイフホルダーの傾斜角は20度、ワイヤーカット加工、ややタイトフィットです。 ボーリングツールホルダーにはM6mmの内六角ネジが装備されており、小型ツールホルダーは内六角ネジでロックされます。 超硬インサートは標準の小型ツールホルダーに取り付けられており、主たわみ角は 30 度、逃げ面の逃げ角は 15 度、インサートの鋭角コーナーの角度は R0.3~ です。 R0.4mmとし接触面を最小限に抑え振動を防止します。
2. 処理計画の決定
(1) 穴加工方式 1 は高速ワイヤーカット加工を採用しています。 この方法は最も直接的かつ簡単で、大まかに行う必要はありません。 しかし、深さが215mmと深いため、加工時の冷却やフラッシングの解消が難しく、断線しやすく表面が荒れやすいという問題がありました。 値が要件を満たしていません。
(2) 穴加工プラン 2 は遅いワイヤーカット加工を採用しており、穴の深さによりワイヤーが切れやすいですが、各穴の加工費は約 1,945 元で、1 穴あたりのワイヤーカットの総コストは金型の価格は 7,700 元近くで、顧客のコスト計算をはるかに超えています。
(3) 穴加工スキーム 3 CNC 形状フライス加工、拡張ハンドルを使用して丸または菱形合金ブレードを取り付け、深層加工。 接触面積が大きいため、工具が出入りするたびに非常に大きく耳障りな音が発生します。 、加工面粗さの値と寸法精度が非常に悪く、時々真ん中にアンダーカット溝があり、粗さだけを制御することはできず、規格には程遠いです。
(4)穴加工計画4 CNCボーリング加工、使用機種は一般工作機械に使用可能な850Bタイプです。 このモデルのZ軸高さは500mmで、ボーリングツールホルダー230とワーク穴深さ250mmの加工要件を満たすことができ、加工時間は1穴あたりわずか2時間で、加工精度が高く、表面粗さの値が高くなります。寸法精度もすべて図面の要件を満たしています。
コスト、加工精度、加工難易度を比較し、案４の穴加工案を選択します。
3. CNCボーリング加工
(1) 工作機械にワークをクランプして位置合わせし、四隅の位置を締めて平行位置と水平を出します。 0.03mmを超える場合は、ワークの上下を再研磨する必要があり、穴の垂直性を確保することが困難になります。 校正公差は 0.02mm 以内に制御されます。 4面のうち2段目面はZ軸の0面として加工に使用し、工具をできるだけ持ち上げるスペースを確保しています。
(2) ボーリングバイトホルダを取り付けます。最初の荒加工では、大バイトホルダより高いボーリング刃のサイズをテーブルカードで測定し、荒加工用に片側約 0.5mm を確保します。中仕上げに便利です。 ボーリングインサートの前振れ角は 30 度、逃げ角は 15 度、工具先端の丸みは R0 です。3~R{{10} ｝.4mmとし、接触面と力を最小限に抑え、振動によるアンダーカットを防止します。 ワークに対するボーリング工具の面は 0 です。
(3) 退屈なプログラムのコマンド形式は G76X_Y_Z_R_Q_P_F{{ 8}};、G76 は精密ボーリング コマンド、穴の X/Y/Z 座標位置、P は穴の底で一時停止があることを意味し、Q は工具が一時停止されて加工後にオフセットされることを意味します。工具を持ち上げる際に傷がつきにくいです。 側面に傷加工が施されています。
(4) 荒加工パラメータの設定 速度 S は 120 rpm、送り F は 80 mm/min、切削量は 1.0 mm、切削油は冷却液であり、油の流動性は必要です。大丈夫、冷却も効いています。
(5) 中仕上げパラメータを設定します。 荒加工が完了すると、カード番号の確認と検査が行われます。 深い内穴のサイズは、通常一定のテーパーを持った内穴ゲージで測定できます。 速度Sは110 rpm、送りFは70mmです。 /min、切削量は0.6mm、切削油は冷却剤であり、油の流動性が良好である必要があり、仕上げ粗さを確保するために冷却が行われています。
(6) 仕上げパラメータの設定 各穴を新品ブレードで加工、回転速度 S は 100 rpm、送り F は 60 mm/min、ブレードの位置をマイクロメータカードで測定し、小ツールホルダを 1 時間ロックします。処理。 ワーク上面に15mmの段差があるため、寸法が図面条件を満たすまで、まずテスト穴加工を行ってください。
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プログラミング
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注：荒加工、中加工、仕上げ加工の場合、プログラム内容のF、Sの値のみ変更可能です。
この一連の処理計画には、いくつかの現場での改善が加えられています。 形状フライス加工計画からスタートします。 途中で、ナイフを数回持ち上げて交換する必要があります。 1穴あたりの加工時間は約4時間です。 加工された粗さ値はお客様に大変喜ばれております。 頭痛のせいで第2工程の機械で穴を研磨するのに1日かかり、研磨した穴の真円度も基準に満たなかった。
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図3 ボーリングツールホルダー
ボーリング加工では主に送りと速度の2つのパラメータを設定します。 送り速度は通常、Vc=πDN/1000 として計算されます。 現場で何度も加工を繰り返し、改良を重ねた結果、最終的に仕上げ速度Sは100rpmという結論に達しました。 送りFは60mm/minです。 結果はシンプルで手間はかかりますが、中加工・中仕上げと仕上げは1回で完了できると言えます。 各穴の合計処理時間は 2 時間以内です。 円筒度、粗さともに基準値をクリアしており、お客様の二次加工時間を短縮し、生産効率が大幅に向上し、お客様より高い評価をいただいております。
この最終的なボーリング加工計画はシンプルですが、そのプロセスは実際には簡単ではありません。 細部が欠けている場合、処理効果が異なる場合があります。 深穴ボーリングで最も心配なのは、加工中に振動が発生したり、無理な力がかかるとアンダーカットが発生し、ワークが削れてしまうことです。 そこで、刃物の選定や注意点、その他の加工条件の設定について、少しでも参考にしていただければと思います。
