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精密ステンレス鋼ノズル部品の加工技術

高精度、マルチバッチ、複雑な形状を備えた多くの小型精密複合部品の旋盤加工複合加工は、機械製造業にとって大きな課題です。 航空宇宙、油圧、通信、マイクロエレクトロニクス、医療機器などの産業の急速な発展に伴い。 従来のCNC加工方法と加工プロセスは、多様で個別化されたプロファイル加工のニーズを満たすことができませんでした。 製造業は、高効率、高精度、複合化の方向に急速に発展しています。

そのような部品の特性を考慮して、ほとんどの国内企業は、機器の性能を改善し、処理ニーズに対応して生産効率を向上させる新しい処理技術を設計する方法を採用しています。 このペーパーでは、典型的な複合ノズル部品を例として取り上げ、B0326-II精密自動旋盤の特性と利点を使用しています。 工具の選択、加工プロセスの開発、主要な加工ルートの設計、試行処理の問題分析の側面から、詳細な加工技術の研究が行われました。 このような部品の大きなバッチサイズ、低効率、および困難な処理の問題は解決されます。

1.部品加工技術の分析
部品の技術要件

図1は、医療機器のノズル部品を示しています。 毎月の生産量は20,000個で、材料はステンレス鋼1Cr18Ni9Tiです。これは難しい材料です。 この部品の機械加工要素は、外側の円とねじの回転、平面のフライス加工などです。 中心穴と底穴の穿孔、ボーリング穴、タッピングねじなど。また、部品の寸法精度と表面粗さが高いことが要求され、両端の穴の同軸度は0.02 mmです。

上記の分析に基づいて、部品の加工の難しさ:
外側と内側の穴の寸法精度、2つの内側の穴の同軸性要件、および大量生産を保証します。


ノズル部品図

加工ノズル部
B0326-II精密自動旋盤は、主に旋削に使用されます。 また、ドリル、彫刻、ミリング溝、ミリング歯、タッピング、リーマ加工などもあります。 マルチプロセスの複合加工精密工作機械には、C軸およびY軸のインデックス機能があり、ラジアルプレーンフライス加工、穴あけ、タッピングなどのプロセスを実行できます。 ダブルスピンドル制御システムは、スピンドル側の処理後のバックアクスルの自動位置決めと送りを実現し、ワークの回転によって生じる低効率と精度の問題を効果的に解決します。
図2に示すように、工作機械の特性に応じて、部品の外側輪郭加工ルートの設計は次のとおりです。スピンドル側→端面を回転→外側の円を39mmに回転。→外側の円を後車軸側の車端まで65.1mmに回転。
上記の分析によると、ノズル部品の加工設計を表1に示します。


外輪郭カッターパス設計
外側輪郭カッターパスの描画
 
康定ノズル部品加工設計工程表
ノズル部品加工設計工程表



2.設計プロセスの重要なステップ
左穴加工
  左側の穴は、スピンドル側のT31-T35 5穴ツールホルダーに加工されています。 5穴ツールホルダーはコンパクトなレイアウトで、ツールがナイフを通過する時間を短縮し、高い処理効率を実現します。
ボアホールΦ7は、より高い精度要件を持ち、ボーリングプロセスを採用しています。 38mmの穴の深さは、深穴加工に属します。 問題は、穴を開ける際のドリルビットの切断領域の冷却と切りくず除去の問題にあります。 高圧オイル冷却とG83ペッキングドリルは、破損と切りくずの絡まりを効果的に防止できます。


具体的な手順:
まず、Φ6の中心ドリルで約2mmの中心穴を開けます。深さが浅すぎないようにしてください。さもないと、穴の面取りにバリが生じます。 次に、Φ5.8ドリルビットでドリルし、片側に約0.5mmの加工代を残します。 部品材料の硬度が高いため、残りの量のほとんどをプロセスで除去し、高圧オイル冷却をオンにする必要があります。 最後に、穴サイズはボーリングによって確保され、切断モードは高速および低送りモードです。 S25.0G-SVNR12SNボーリングバーが選択され、ブレードタイプVNBR0620-01、スピンドル速度3000r / min、切削深さap = 0.25mm、送り速度f = 0.02mm / r。

39ミリメートルの外側の円を回します

このステップは、処理効率を改善し、表面品質を確保する方法に焦点を当てた外側輪郭処理です。 部品の構造特性と材料特性を考慮してください。 カッターのルート設計を図3に示します。このステップ「LL」「JP2」は3回で完了します。 最初の2つは、G90長方形パスを使用して、ほとんどの許容値と3番目の仕上げを削除します。 最初の2回は、G90長方形カッターパスを使用して、ほとんどの許容値を削除しました。 3回目の仕上げが完了します。

最初の長方形の加工ルートが実行されると、ポイントAに加工され、毎回切削深さが0.5mm、送り速度が0.05mm / r、3本のナイフで完了します。 2番目の長方形の加工ルートが実行されると、切削深さが0.3mm、送り速度が0.03mm / rになるたびにポイントBに処理され、4ナイフが完成します。 最終仕上げ深さは0.1 mm、送り速度は0.01 mm / rです。 このステップでは、Kyocera SCLCR1616H-12外部ラウンドナイフ、ブレードタイプCCGT09T304Mを使用します。部品の表面品質は優れています。
外側の円を39mmに設計し、カッターパスを作成します
図3旋削カッターパスを取ります

左回転糸
M10ネジは他の医療機器部品と一致させる必要があるため、ネジ径を制御する必要があり、粗さの値はRa0.8に達します。
要件を満たすために、スレッドは3つのステップで回転します。
最初のステップ、外側の円形ナイフは大径を0.2mm回転させます。
2番目のステップ、糸の回転が初めて完了した後、外側の円形ナイフが再び呼び出されて、糸の表面に沿って回転して上部のバリを取り除きますが、バリは歯の底に向かって押されます。
第三段階、最後の2つのナイフをねじ切りカッターでねじ山に沿って回し、次にもう一度回して、2番目のステップで歯の底の方向にバリを取り除きます。

ミリングフラット
平面フライス加工は、主にB0326-II精密自動旋盤のスピンドルC軸インデックス機能を利用して、二次的なクランプの問題を効果的に解決します。 このステップの総ミリング層の厚さは2.3mmで、加工効率を改善するために大径のエンドミルを選択できます。
分析によると、直径Φ10エンドミルが選択されています。 スピンドルにブレーキがかけられると、3つのフライス盤に分割されます。
初めて、切削深さは0.65 mmでした。
2回目、切削深さは0.65mmです。

3回目、切削深さは0.35 mmです。
切削送り速度が50mm / minになるたびに、C軸に180°のインデックスが付けられ、反対側が加工されます。 平面フライス加工が終了すると、平面の外端にバリができます。 このとき、Φ13の外側の円に沿ってバリ取りするために外部の円形ナイフを使用する方が良いです、そして効果はより良いです。

外側の円を65.1mmに向ける
ここでの外部旋削の難しさは、C領域が溝状であるため、工具の角度が制限され、ナイフの切断が困難になることです。 従来の円形の切削工具は、干渉や崩壊が容易であり、溝の表面品質が劣っています。

したがって、旋削は3回行われ、切断の経路は図4に示されています。初めて、3 mm幅の溝切りカッターが選択され、0.1 mmの仕上げ代で溝の底まで切削され、工具がルート1に沿って送られ、次の旋削用の切削スペースが確保されます。
2回目は、従来の90°外部旋削工具が選択され、工具はルート2に沿って送られ、G90長方形ルートに従って処理され、合計6.4 mmが削除されます。
3回目は、後部スイープツールを使用し、ルート3に沿って仕上げます。溝に小さなスペースがあるため、90°の外側の円形カッターの刃先が干渉しやすくなります。 背面スイープナイフを使用すると、問題を効果的に解決し、溝の底の粗さの値を確保できます。


設計外側の円を65.1mmに回し、カッターパスを取ります
図4.外側の円を65.1mmに回してカッターパスを作成する



バックシャフト受け穴の穴あけ
図5に示すように。メインシャフト側のすべての加工が完了した後、切断ナイフを切断位置に配置し、バックシャフトをメインシャフトの中心に置き、バックシャフトT9900をメインシャフト方向B-Bに沿ってクランプします。また、メインバックシャフトが同時に回転するため、剛性が大幅に向上します。背面シャフトを切断して材料を拾い、背面のT35、T36、T37ツールを使用して端面とドリル穴を実行します。後軸は、スピンドルの同心位置でクランプされるように自動的に配置され、再クランプによる同軸誤差を回避し、穴Φ7とΦ4の同軸要件を確保し、部品の同軸処理の問題を解決します。
設計後車軸接続のスケッチ
図5.後車軸接続のスケッチ


3.試行処理の問題分析
処理技術の草案が作成された後、プログラミングが実行されます。 シミュレーション検証を繰り返した後、部品の最初の試行処理では、Φ7穴の底でバリの上昇が見られました。 60°面取りのないΦ4オリフィス。 Φ7穴の深さの偏差およびその他の問題。

この部品のΦ7穴サイズの精度と表面品質は高いです。 Φ5ドリルビットを穴の底にドリルすると、押し出しによりチップが時間内に排出されず、穴の底のバリが曲がり、部品の品質に影響します。 繰り返し試行した後、次の調整を行います。ドリルビットは、穴の底部に穿設された場合、ドリルが直接その後出口、孔に沿ってリフト0.1ミリメートル、0.2秒(すなわちG04U0.2)を遅延し、その後好転バリを除去するために、穴の底を残しません

図6に示すように。Φ4穴の面取りは、Φ6センタードリルから機械加工されます。 中央の穴が深く開けられているため、オリフィスの面取りがないと判断されます。 また、中央のドリル穴の底で円錐面が60°を超えており、後軸側T36の摩耗補正+0.5で問題を解決できます。

Φ4穴加工60°面取り図
図6。Φ4穴60°面取り図
 
最初の製品をテストしたとき、Φ7の穴の深さは37.8mmであり、実際のサイズよりも0.2mm小さいことがわかりました。 分析の理由は主に主軸側のT23ボーリング工具であり、工具設定に偏差があります。 スピンドル側では、T23ボーリング工具が工具を正確に再調整し、T23摩耗補正入力+0.2が発生します。 デバッグを繰り返した後、ノズル部品は受け入れ要件を満たし、加工ノズルは図7に示されています。
物理的な機械加工のステンレス製ノズル部品の設計
図7.物理的な処理を行うステンレス鋼ノズル部品

4.まとめ
ノズル部品の試運転後、工作機械には自動フィーダーが装備されます。 供給、処理、受け取り、排出は完全に自動化されており、月あたり20,000個の処理需要が実現されています。 最新の製造プロセスで発生する小型化、多品種、大量生産、高精度の問題を解決します。
B0326-IIの研究により、精密自動旋盤小型複合シャフト部品加工技術。 新しいタイプの旋削とフライス加工の複合加工技術を促進するための技術的基礎を提供し、同様の部品を処理するための参照と参照も提供します。
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