Boring, milling is an inner diameter cutting process in which a tool is used to enlarge a hole or other circular contour. Its applications generally range from semi-roughing to finishing, and the tools used are usually single-edged boring tools (called boring bar tools).
Boring is a type of boring and milling.
The method of processing the reverse boring hole with the reverse boring tool is called reverse boring processing.
On CNC machine tools, we often use non-standard tools (eccentric boring tools, rotating inserts, special reverse boring tools) to perform reverse boring processing using CNC machining programs.
The prefabricated hole on the workpiece is enlarged to a certain size with a rotating single-edge boring tool, so that it can achieve the required precision and surface roughness cutting. Boring is generally carried out on boring machines, machining centers and combination machines. It is mainly used for machining cylindrical holes (see picture), threaded holes, grooves in holes and end faces on workpieces such as boxes, brackets and machine bases; When special accessories are used, the inner and outer spherical surfaces and taper holes of the parts can also be processed. The boring accuracy of metal components can generally reach IT9~7, and the surface roughness is Ra2.5~0.16 microns.
When boring, the workpiece is installed on the machine tool table or machine tool fixture, и расточный инструмент зажимается на расточной оправке (его также можно интегрировать с расточной оправкой), который приводится во вращение шпинделем. Когда используется расточная матрица, расточная оправка и главный вал плавающе соединены, а точность обработки зависит от точности расточного штампа; Когда расточная матрица не используется, расточная оправка и шпиндель жестко соединены, а точность обработки зависит от точности станка. Благодаря большому вылету расточной оправки, легко создать вибрацию, и выбранная величина резки не должна быть большой. Процесс растачивания делится на черновое растачивание., получистовое и чистовое растачивание. Скорость резания при использовании режущей головки из быстрорежущей стали для сверления обычной стали обычно составляет 20-50 м/мин; Скорость резания при использовании твердосплавного наконечника, грубое бурение может достичь 40-60 м/мин, и чистовое растачивание может достигать более 150 м/мин.
Для прецизионного растачивания, требующего высокой точности и шероховатости поверхности., обычно используются алмазно-расточные станки, и инструменты из сверхтвердых материалов, таких как твердый сплав, используются алмаз и кубический нитрид бора.. Выберите очень маленький фид (0.02-0.08 мм/об) и глубина реза (0.05-0.1 мм), что выше скорости резания при обычном растачивании. Точность обработки прецизионного растачивания может достигать IT7~6., а шероховатость поверхности составляет Ra0,63~0,08 микрон.. Перед прецизионным растачиванием, предварительно изготовленные отверстия подвергались черновой расточке, получистовое и чистовое растачивание, оставляя тонкий и равномерный припуск на обработку для прецизионного растачивания.
Часто используемые расточные инструменты
Тип расточного инструмента
По количеству режущих кромок, it can be divided into single-edged boring tools, double-edged boring tools and multi-edged boring tools; According to its machining surface, it can be divided into through hole boring tool, blind hole boring tool, stepped hole boring tool and end face boring tool; According to its structure, it can be divided into integral type, assembled type and adjustable type. Фигура 1 shows the structure of a single-edge boring tool and a multi-edge boring tool.
Single edge boring tool
The structure of the single-edge boring tool head is similar to that of turning tools. The cutter head is installed in the tool holder, and the position of the cutter head is fixed with screws by manual manipulation according to the diameter of the hole being processed. The tool head is perpendicular to the axis of the boring bar to bore through holes, and the inclined installation can bore blind holes.
The single-edge boring tool has a simple structure, can correct the original hole axis deviation and small position deviation, and has a wide adaptability, which can be used for roughing, semi-finishing or finishing. Однако, the size of the boring hole is guaranteed by manually adjusting the overhang length of the cutter head, which is troublesome. Кроме того, only one main cutting edge participates in the work, so the production efficiency is low, and it is mostly used for single-piece small batch production.
Double edged boring tool
The double-edged boring tool has two symmetrical cutting edges, and the radial forces can cancel each other during cutting. Диаметр и точность отверстия заготовки гарантируются радиальным размером расточного инструмента..
ЧПУ растачивание
Расточный инструмент состоит из трех основных элементов.: индексируемая вставка, хвостовик и скучное сиденье. Расточной держатель используется для удержания держателя инструмента., и длина удержания обычно составляет около 4 раз больше диаметра держателя инструмента. Длина, на которую установленный на пластине хвостовик выступает из посадочного места, называется вылетом. (неподдерживаемая часть расточного инструмента). Вылет определяет максимальную глубину растачиваемого отверстия и является наиболее важным размером расточного инструмента.. Чрезмерный вылет может вызвать сильный прогиб хвостовика., вызывая болтовню, что ухудшает качество поверхности заготовки и может привести к преждевременному выходу из строя пластины.. Это снизит эффективность обработки..
Для большинства применений механической обработки, пользователю следует выбирать расточный инструмент с максимально возможной статической и динамической жесткостью.. Статическая жесткость отражает способность расточного инструмента выдерживать отклонение, вызванное силой резания., а динамическая жесткость отражает способность расточного инструмента подавлять вибрацию..
В первой части данной статьи в основном анализируется статическая жесткость расточного инструмента.. Информация в этой статье взята из исследования автора по отклонению расточного инструмента.. Отклонение расточного инструмента зависит от механических свойств материала хвостовика., диаметр хвостовика и условия резания.
сила резания
Силу резания, действующую на расточный инструмент, можно измерить с помощью вращающегося динамометра.. Измеряемые силы включают тангенциальную силу, feed force and radial force. Compared to the other two forces, the tangential force has the largest magnitude.
The tangential force acts perpendicular to the rake face of the insert and pushes the boring tool down. It is important to note that the tangential force acts near the tip of the insert and not on the center axis of the shank. The deviation of the tangential force from the centerline creates a moment arm (the distance from the centerline of the shank to the point of force), which creates a moment that causes the boring tool to twist relative to its centerline.
The feed force is the second largest force and acts parallel to the centerline of the shank, so it does not cause deflection of the boring tool. Радиальная сила действует перпендикулярно центральной линии хвостовика и отталкивает расточный инструмент от обрабатываемой поверхности..
Поэтому, только тангенциальные и радиальные силы будут отклонять расточный инструмент. Эмпирический алгоритм, который использовался десятилетиями:: Сила подачи и радиальная сила составляют около 25% и 50% тангенциальной силы, соответственно. Сегодня, однако, это пропорциональное соотношение не считается “оптимальный алгоритм” поскольку соотношение между отдельными силами резания зависит от конкретного материала заготовки и ее твердости, условия резания, и радиус носа.
Отклонение расточного инструмента
Расточной инструмент похож на консольную балку с фиксированным одним концом. (растачиваемая зажимная часть седла) а другой конец не поддерживается (выступ панели инструментов), поэтому прогиб расточного инструмента можно рассчитать по формуле расчета отклонения консольной балки:
у=(Ф×Л3)/(3Э × I)
В формуле: F - результирующая сила; L - свес (единица: дюймы); E - модуль упругости (то есть, модуль Юнга материала хвостовика инструмента) (единица: пси, фунтов на квадратный дюйм);
I — момент инерции секции держателя инструмента. (единица: дюйм4).
Формула расчета момента инерции сечения расточной оправки::
Я =(π×D4)/64
Где: D — внешний диаметр расточной оправки. (единица: дюймы).
Пример расчета отклонения расточного инструмента:
Условия обработки:
Материал заготовки: АИСИ 1045 углеродистая сталь, твердость HB250;
Глубина резания: 0.1″,
Кормить: 0.008 дюймы/об;
Диаметр хвостовика: 1″,
Модуль упругости лезвия: Е=30×106psi,
Вылет хвостовика: 4″.
(1) Расчет касательной силы
Ft=396000×глубина резания×скорость подачи×постоянная мощности=396000×0,1×0,008×0,99=313,6 фунта
(2) Расчет радиальной силы
Fr=0,308×Ft=0,308×313,6=96,6 фунта
(3) Расчет равнодействующей силы
F=328,1 фунта
(4) Расчет момента инерции сечения:
Я =(π×D4)/64=0,0491 дюйма4
(5) Расчет отклонения расточного инструмента
у=(Ф×Л3)/(3Э × I)=0,0048″
Проанализированы формулы расчета прогиба бурового инструмента и момента инерции сечения.. При рассверливании следует соблюдать следующие принципы::
(1) Вылет расточного инструмента должен быть как можно меньшим.. Потому что по мере увеличения свеса, отклонение также увеличивается. Например, когда вылет увеличивается в раз 1.25, отклонение увеличится почти в два раза. 2 при этом внешний диаметр хвостовика и параметры резания остаются прежними.
(2) Диаметр расточной оправки должен быть как можно большим.. Потому что при увеличении диаметра хвостовика, момент инерции его сечения также увеличится, и величина отклонения уменьшится. Например, при увеличении диаметра хвостовика в несколько раз. 1.25, прогиб уменьшится примерно в два раза. 2.5 с одинаковыми параметрами вылета и резания.
(3) Когда навес, внешний диаметр оправки и параметры резания остаются неизменными, использование расточной оправки из материала с высоким модулем упругости может уменьшить прогиб.