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加工穴のベルマウス現象を排除

エンジン、トランスミッション部品は、機械加工プロセスにおいて、現在のプロセス・コントロールは、ボアの処理要件を満たすことができません。 失敗の原因は、多くの場合、加工穴のいくつかの失敗モードによって引き起こされます。 処理中のベルマウスの歪みは、穴の故障モードです。

まず、ホールベルカテゴリー
ベル穴が処理穴にあり、穴が無効であるかどうかを判断するには、最初にベル口のいくつかのカテゴリーを理解します。 ベルマウスのビッグエンドとスモールエンドのサイズに応じて、穴のベルマウスには次の4つの組み合わせがあります。
ベルマウスの大径と小径は、加工口径の許容範囲内です。
ベルマウスホールの大径と小径は、加工開口の許容値範囲を超えています。
ベルマウスの直径が大きいと、加工開口の許容値の範囲を超えます。
ベルマウスの直径は、加工開口の許容範囲外です。


第二に、穴フレアの故障の結果の処理
加工穴にはベルマウスがあり、テーパーは許可されません。これは比較的難しいスケールです。実際の生産では、ベルマウスの前面と背面の開口データの差は許容され、その数は許容されていませんが、現時点では従うべき信頼できる基準はありません。既存の形状公差に形状要素はありませんが、一部の加工穴には円筒度の要件があります。この時点で、穴が加工されている場合、円筒度要件を使用して、それが許可されているかどうかを参照できます。ベルの口の形状は、円筒度の実際の値に直接影響します。
ベルマウスの値が円筒度の許容値を超えると、ワークピースは廃棄物になります(円筒度は許容範囲外です)。
これは、ベルマウスが加工穴で許可されているかどうかを判断する特殊なケースです。
実際の処理プロセスでは、ベルマウスホールの多くは依然として参照なしで判断されますが、失敗の結果は間違いなく存在します。

1.アプリケーションの部品穴の故障の結果

穴とシャフトの異なる嵌合特性により、ベルマウスの破損効果が決まります。 締まりばめ、すきまばめ、移行ばめ。 3つの嵌合プロセスの間に、穴の穴のテーパーにより、いくつかの異なる故障結果が発生します。

クリアランスフィット:故障の結果は、運動間のマッチング効果が低下し、可動部の疲労損傷が加速されることです。ピストンリングがベルの口でシリンダーの穴を上下に移動すると、ピストンリングの直径は常に上下に変化し、直径が連続的に変化すると、ピストンリングは早期に疲労損傷を受けます。第二に、可動部の摩耗の程度が異なります。バルブガイドロッドがコンジットホール内で上下に移動すると、ガイドロッドの対応する穴-コンジットホールがベルマウスホールであるため、ベルロッドの直径がベルマウスの小径で早期に摩耗します。しかし、大径でのガイドロッドの直径は明らかに摩耗していないため、ガイドロッド全体の長さ以上の直径はバランスが取れておらず、最終的に移動部材の揺動振幅が大きくなり、バルブシールなどの故障に影響します。

締まりばめ:全体的な適合と干渉量の不均衡により、干渉の均衡状態が生じ、干渉の不均衡が局所的に変化する傾向になります。キャッピングアセンブリ後の接着剤接着剤の保持バランスに影響します。
移行の調整:2つの間のいくつかの近似失敗の結果が表示されます。

2.プロセスにおける潜在的な障害の結果
フレア穴は、機械加工穴に現れます。これは、フレア穴の破損効果だけでなく、半仕上げ穴のフレア穴も、後続の機械加工穴に影響します。 最終仕上げが前部で発生したフレア現象を除去することが困難な場合、最終加工穴にはまだフレア欠陥があります。

第三に、ベルマウスの形成理由
プロセス、ツール、機器、ブランク、クーラントなど、加工穴のフレアには多くの理由があります。
1、プロセス

このプロセスにより、機械加工された穴にフレア穴ができます。 前のプロセスでベルマウスが除去されない場合、最終処理に影響します。パイロット穴/ドリルスリーブとカッターの半径方向のクリアランスが大きすぎて、フレアが発生しません。切削パラメータは不合理であり、結果として生じる切削熱は大きく変化し、その結果、加工穴の壁の熱の程度が異なり、ベルマウスが現れます。 したがって、前のステップが次のステップに与える影響の程度をプロセスが考慮していない場合、多くの場合、潜在的な障害のリスクがあります。

2、ツール
アーバーの剛性が低い。
工具の直径自体にはまっすぐな円錐があります。ツールのクランプ精度が低下します。ツールの刃先が大きい。ツールの取り付け中心線が一致しない、または振動しない。ツールのカッターバーが曲がっています。工具の切削角度は無理などです。これらの欠陥が、加工穴にベルマウスがある理由です。


ツールに単一の故障理由がある場合、加工穴にベルマウスが発生しますが、これは比較的単純な記述です。「シャンクの剛性が低い」とは、ホーンが加工穴に現れる原因となります。実際、これは特定の条件下で形成する必要があります。マストの剛性が低いと、高速回転時にマストの頭部の遠心力が大きくなり、シャンクの頭部の揺れが発生します(図1を参照)。マストに処理ブレードがある場合、マストの周囲のブレードの位置が異なるため、ブレードはフレアを処理するための位置にある場合があります。 一部の場所では、処理によって必ずしもフレアが発生するわけではありません。
 
ナイフの頭の揺れの量
図1 ナイフの頭の揺れの量

我々は、位置、真円度、真直および他の高い要件は、一つの方法はいくつかの重要な穴加工は、補助支持処理方法を使用する場合、分析する「貧しい剛性アーバー」。 つまり、ドリルスリーブ/ガイド穴は、穴全体を加工するときに加工を支援するために使用されます。別の加工方法は、ドリルスリーブがなく、ガイド穴がなく、ツールが穴を直接処理することです。上記の2つの方法は、穴を加工するために使用されます。スイングの量が存在する場合、ベルマウスは異なる形で表示される場合があります。穴はドリルスリーブ/ガイド穴の下に機械加工され、ベルマウスが存在する場合、ベルマウスは通常反転します。ツールが穴を直接処理する場合、表示されるフレアは一般にホーンです。

シャンクの剛性が低いという前提の下で、ガイドバーのあるシャックルと、加工穴にホーンとタンブラーがある理由を分析します。


穴の角が形成されます:アーバのスイング量が存在する場合、ドリルスリーブ/ガイド穴の補助的なサポートなしで処理されます。 1刃が図1の円弧DA2F領域にある場合、加工中のカッターヘッドにより、ツールの量がツールバーの揺動量よりも小さくなります。 つまり、無負荷時のアーバのスイング量は、最大の加工穴を持つ最初の加工オリフィスの旋回サイズになります。マストが加工穴を深くし続けると、アーバーの揺動量が加工穴の壁に拘束され、シャンクの振動量が直接減少します。 最終的には、加工穴をリードするこの傾向は鐘に沿って表示されます。

穴の逆ベルマウスが形成されます:ドリルスリーブ/ガイド穴の補助支持で加工穴を行うと、剛性の違いにより、高速回転でツールバーにある程度の揺れが生じます(図2参照)。 ドリルスリーブ/ガイド穴に入った後、スイング量はドリルスリーブ穴壁/ガイド穴穴壁によって制限されます(つまり、カッターバーのスイング量が減少します)。また、スイング量の存在により、カッターバーと穴壁の間のギャップが一方的に解消されます。 (図3を参照)。 このとき、アーバのヘッドは片側に偏っており、シャンク上の工具の取り付け根元と加工穴の壁は、スピンドルの軸に対して傾斜角を持っています。 ツールは、加工された穴の穴径がツールバーの最大スイング量に達するまで、ツールの傾斜振幅で穴の壁に深く入ります(図4を参照)。この時点で加工穴を加工する必要がある場合、加工穴の直径は常にアーバの最大揺動量の下で実行されます(図5を参照)。 つまり、部品はベルが反転した場合であり、部品は円筒形の穴です。

図2 アーバは高速回転で一定量のスイングがあります
図3 ステンシルストリップには、穴の壁の隙間が一方的に排除されています
図4 開口部がアーバーの最大スイングに達する
図5 加工開口は、アーバの最大揺動量で実行されます
この場合、カッティングエッジマストはフレアを形成します。これは、複数歯のマストの剛性が低い場合にも当てはまります。 シャンクの剛性はフレアとして表示され、シャンクの剛性もフレアとして表示されます。 前のプロセスによって生じた穴壁の不均一な熱によって引き起こされた収縮の差により、ベルマウスが形成されます。

3、機器
また、主軸の振動が強まるなど、機器の一部の故障も加工穴にベルマウスがある理由の1つです。CNC旋盤での工具の送り方向は、ワークの回転軸と平行ではなく、工具の先端は回転部の中心と等しくありません。さらに、ドリルスリーブの激しい摩耗などの補助部材の破損により、加工ツールのセンタリング動作が減少し、スイングの量が増加します。


4、ブランク
機械加工された穴の穴壁には大きな違いがあり(丸テーブル形状)、工具が不動態化されると、プロセス終了時の穴壁の反発量は異なり、ベルマウスを形成します。穴壁の材料は、上下で異なる程度のゆるみを有し、これは、処理中の穴壁の反発量の増加につながり、ベルマウスを形成します。

5、冷却液
穴の壁が受け取る熱とツールが生成する熱が処理中に不均衡になると、穴の壁の膨張量が異なります。たとえば、貫通穴を加工するときのツール穴と穴壁に対するクーラントの冷却効果は、止まり穴が処理されると良くありません。 このように、加工中にツールによって生成される熱が大きく変化すると、加工穴の穴と加工穴の穴が別々に加熱され、ベル穴が加工穴に現れる可能性があります。

第四に、ベルマウス現象を解消する方法
機械加工された穴のベルマウスについては、故障モードと分析の結果、問題の原因を修正し、ベルマウスの外観を除去する必要があります。 具体的には、次の側面から解決を試みることができます。


1、プロセス
前後の工程、作業工程、切削条件などの加工で加工穴が無理な場合、加工穴にベル穴が現れることがあります。たとえば、切削パラメータの固定された使用規則はありませんが、実際の生産では、元々使用されていた切削パラメータは処理要件を効果的に満たすことができません。変更点は、ブランクサプライヤのブランクバッチまたは新しいブランクキャスティングサプライヤから供給されたブランクであり、加工穴にフレアホールが生じます。たとえば、特定のシリンダーラインのシリンダーポンプスリーブの加工後、ベルマウスとツールの寿命は設定された要件を満たしていません。ポンプスリーブの穴の直径は29.72 + 0.05mmで、穴の状態は貫通穴です。ベルマウスの前後の直径の差は0.01〜0.02mmで、工具の寿命は1800個から800個に減少します。
穴に関する情報:工具、超硬リーマ;
速度:225r / min;
送り速度:100mm / min;
歯ごとの送り:0.056mm / z;
ツールの歯:8。
特殊な機械ラインであるため、スピンドル速度を調整することはできません。そのため、送り速度を変更してベルマウス現象を解決しようとします。歯ごとの修正送りは、0.10 mm / zに増加します。リーマーの歯当たりの送りを調整することにより、ベルマウス現象が最終的に解消され、以前の工具寿命、つまり約800個から1800個が復元されます。


上記の例の理由の分析:鋳造ブランクの違いにより、材料の硬度は以前のものと比較して増加しましたが、図面の要件を満たしています。このような条件下では、リーマーが鋭利な場合、ベルマウスの処理はほとんどありませんが、処理の数が増えると、ベルマウスはますます明らかになります。工具の送り速度が小さいため、硬質材料のエッジの機械加工に直面して、実際の研削プロセスが以前の通常の切削プロセスに置き換わります。その結果、工具の摩耗が加速され、工具の加工中に発生する熱が急速に上昇します。2つの理由により、加工穴でベルホール現象が発生します。穴加工の過程での摩耗と穴端の加工が変化し、加工中に穴壁の押圧力が変化します。加工中、穴の壁は熱変化を受け、穴の壁は異なる収縮で終了します。加工穴と加工穴の穴によって生成される熱の程度が異なるため、穴壁の収縮量も異なります。歯車の送り量を増やすと、工具穴の実際の切削長が短くなり、発生する熱も釣り合います。このようにして、穴の壁の圧縮と穴の壁の影響を受ける熱の変化の程度が減少し、最終的に機械加工された穴のベルマウス現象が排除され、工具寿命が大幅に改善されます。

2、ツール
このツールは、フレアの主な原因の1つです。 したがって、ナイフは、機械加工された穴のベルマウス現象を排除するために使用でき、さまざまな側面で実装できるツールの故障の原因に応じて薬を治療することができます:
(1)マストの剛性は以下を満たします。
設計強度は、最小化されるウォブル処理でボーリングバーを満たすために、適切な材料を選択するとボーリングに注意しました。
(2)正しい切断角度:ブランクのブランク壁の厚さが不均衡であるために、ホール壁の反発量に差がある場合、75〜90の主たわみ角度を選択して、ホール壁に対するカッターの半径方向の押圧力を低減し、ベルマウスの欠陥を回避できます。
(3)合理的な寿命を使用する:刃先は、切削プロセスの鋭さを確保し、工具の不動態化による穴壁の押し出しと熱の不均衡の欠陥を排除するために、妥当な耐用年数に設定されています。
(4)操作の詳細に注意してください。オペレーターは、ツールを調整するときに詳細のすべての側面に注意を払います。 工具のクランプ精度の保証、研削エッジのエッジ、コーンの状況の制御など。

3、機器
メインシャフトの定期的な振動試験など、機器の定期的なメンテナンスを行ってください。定期的に機器の補助機器をチェックし、前後のプロセスの位置を保護します。

4、ブランク
ブランクの加工穴の上下のマージンの差は大きい。 この種の欠陥に対して、ブランクの供給者は、ブランクの図面に従って穴壁の厚さを可能な限り厚くすることができ、これにより、機械加工された穴壁の変形を減らすことができます。ブランクは変更できないという前提の下で、工具のリード角を変更したり、工具寿命を合理的に設定したり、より鋭い工具を選択したりすることで、加工要件を満たすことができます。

5、冷却液

穴加工中に高い切削熱が発生すると、クーラントの圧力が可能な限り選択されるため、加工中の熱放散は、工具の刃先と加工穴の壁の急速な冷却を確保するのに十分です。ただし、加工装置のクーラント圧力を上げることができない場合、各歯の冷却度合いを最適化するために歯の数を減らすことを選択できます。たとえば、リーマーの8枚の刃が6枚に減り、歯の数が減ります。 歯ごとの送りを維持するか(プロセスサイクルが前提に影響を与えない場合)、または送りを増やして、穴の壁の熱によって引き起こされるフレア現象を排除します。


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