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镗孔出现锥度,镗杆挠度和走刀方向要一起看

作者:云获客 来源: 技术分享 2 次浏览

细长镗杆在径向力下向回转中心让刀,孔径变小,让刀沿轴向并不均匀。锥度方向若随走刀反向而反过来,主因是挠度;不跟着反,就要查机床几何。

镗孔出现锥度,镗杆挠度和走刀方向要一起看

让刀为什么会变成锥度

镗孔时镗杆悬伸长,径向切削力把刀尖推向回转中心,实际切深变小,孔径小于刀尖名义位置。若整段孔的受力和悬伸都不变,让刀只会使孔径整体变小,不一定出现锥度。锥度来自让刀量沿轴向发生变化:入口冲击、深处排屑变差、切屑挤在孔壁与镗杆之间,都会使后段受力大于前段。受力大的一段让刀更严重,那一段孔径就更小。

从孔口向孔里推着镗时,切屑多半要逆着进给方向排出,越往深处越容易在镗杆周围堆积。堆积增加摩擦和径向分力,深处让刀加大,常见结果是入口大、出口小。镗杆自身若已有轻微弯曲,轴向压力还可能把弯曲顶大,锥度进一步加重。同一根镗杆、同一吃刀量,只把孔镗深,锥度往往比镗浅孔更明显,因为力臂和排屑条件一起变差。

从孔里向外拉着镗时,杆件主要受拉,压弯的趋势减弱,切屑排出方向也反过来。深处不再是切屑最拥堵的一端,让刀沿轴向的分布随之改变,锥度方向可能反转,变成入口小、出口大,或锥度明显减轻。这就是走刀方向必须和挠度一起看的原因:同样的挠度,进给方向一换,孔径哪一头大就会换。只记住所见的锥度方向,而不记录走刀方向,原因会被说反。

和机床几何误差分开

主轴轴线与床身导轨不平行时,镗出的孔也会带锥度。这种锥度由机床几何决定,工件装夹方向不变时,锥度固定在床身的某一方向上。把走刀方向反过来,刀尖仍沿同一条与主轴不平行的轨迹运动,锥度方向不会跟着反过来。挠度引起的锥度则对走刀方向敏感。现场最有用的分法,就是在同样悬伸下反走一刀,看锥度是否调头。

缩短悬伸或换一根更粗的镗杆,挠度会迅速下降,因为弯曲量对长度非常敏感,对直径同样敏感。更换之后锥度明显变小,说明原来的锥度主要来自让刀。更换之后锥度几乎不变,而且不随走刀反向而反向,就应检查主轴与导轨的平行、尾座或夹具是否把工件轴线拉斜。夹具把工件夹成倾斜时,锥度方向随工件调头而调头,这一点又和机床导轨误差不同。

毛坯孔本身有锥度时,第一刀的吃刀量沿轴向变化,让刀也会沿轴向变化,锥度被部分复制到新孔上。区分方法是用同一吃刀量再光一刀:若锥度迅速收敛,上一刀的余量不均是主要原因;若光刀后锥度仍在,且方向随走刀反向而反向,就是镗杆挠度。光刀后锥度稳定不变,才更像机床或夹具的几何误差。用一次走刀的结果下结论,容易把余量锥度当成镗杆锥度。

读锥度时要同时读方向

测量锥度要标明哪一头大,并记下这一刀是推镗还是拉镗。只写一个锥度数值,后来无法判断它该不该随走刀反向。入口大、出口小,又是推镗,优先怀疑深处排屑和让刀。同一镗杆改成拉镗后锥度调头,就可以确认挠度参与了孔径成形。若两种走法都是固定的一头大,与排屑方向无关,应离开镗杆,去查导轨、主轴和装夹。

刀尖高于或低于中心,主要影响镗孔的工作角度和椭圆倾向,不会单独制造出稳定的轴向锥度。刀尖磨损则使孔径沿走刀逐渐变小,看起来像锥度,但换一个新刃口后应消失,且与镗杆粗细关系不大。挠度锥度对镗杆直径和悬伸极其敏感,对刃口新旧不那么敏感。把刃口换新而悬伸不变,锥度仍在,就可以把磨损从原因里去掉。

镗杆振动会在孔壁留下振纹,孔径读数跳动,但平均锥度不一定大。挠度让刀更常表现为表面仍然较光、孔径沿轴向单调变化。两者可以同时出现:悬伸长既降刚度也降固有频率。处理挠度锥度时,先减悬伸、加粗镗杆、改善深处排屑,再决定是否反向走刀来验证。排屑改善后锥度减轻,说明力的轴向分布变了,而不是导轨突然变直。

因此看到镗孔锥度,不要单独拧刀尖补偿来凑尺寸。补偿只能把某一截面镗大,不能取消沿轴向变化的让刀。应把镗杆刚度、走刀方向和锥度方向三者对照。方向跟着走刀反向而反向,就处理挠度和排屑;方向不跟,就处理机床几何或工件装夹。两条路分清以后,孔径的大小头才有稳定来源,而不是越补越斜。