鏜孔是製造高品質零件的重要工序。它具有出色的表面光潔度和精確的尺寸。
這就是為什麼今天我們將了解什麼是無聊以及它是如何運作的。我們還將了解不同的鏜床、鏜孔技術以及鏜孔的使用情況。
什麼是鏜孔加工？
鏜孔加工是一種減材製造工藝，可精確地擴大工件中已有孔的直徑。 它用於改善以前透過鑄造或鑽孔等其他方法製成的孔的表面光潔度、圓度和精度。
鏜削加工如何運作？
鏜孔使用連接到鏜桿上的一個單點切削刀具。該工具的運行速度超過 100 m/min。根據機床類型、工件刀具運動和旋轉變化
在銑削中，鏜刀旋轉，工件固定。但在車床上，工件旋轉，而鏜桿靜止。切削刀片從現有孔的內表面去除材料，以獲得更好的表面光潔度和精確的直徑。
鏜床的類型
鏜床有多種形式，以滿足不同的製造需求。讓我們來看看服務於不同工業應用的 8 種類型。
1. 臥式鏜床
臥式鏜床使用平行於地面安裝的主軸，用於加工大型、不可移動的工件。主軸可以在X、Y、Z軸上移動，但工件固定在其位置。這種類型的鑽孔深度僅為 0.0005 英寸 公差.
2. 立式鏜床
這些機器大多有一個主軸，懸掛在旋轉工作台上，旋轉工作台固定待加工的工件。此工具機透過轉台和主軸頭的同步運動進行高精度鏜孔，可加工最大24吋的工件。
3. 座標鏜床
坐標鏜床具有垂直主軸系統與數位測量技術相結合，因此可以在精確的位置鑽孔。在這種類型的鏜床上，工件固定，刀具在XY座標上移動。此程序也用於以嚴格公差 (0.0001”) 鑽孔和擴孔以及在夾具或固定裝置中精確對準。
4. 直線鏜床
直線鏜床設計用於執行擴大和對齊位於同一中心線上的多個孔的操作。這些機器使用帶有單點切削刀具的旋轉鏜桿來緩慢地去除材料，並且可以獲得精確至 0.002% 的直徑。此過程還保證安裝孔和軸承軸頸的完美對準。
5. 隧道鑽掘機
隧道鑽掘機 (TBM) 使用旋轉刀盤在土壤和岩石中挖掘隧道。本機採用圓盤銑刀和液壓系統進行精確鏜孔和 傳送帶 清除挖掘出的材料。它還鋪設隧道襯砌，例如混凝土管片，以進行加固。
6. 缸鏜床
缸鏜床主要設計用於對引擎缸壁進行重鏜孔，以去除損壞的材料。這些機器使用特殊的切削工具和 數控 自動化軟體可去除材料並在多個滾筒上實現所需的尺寸和光滑的表面。
7. 便攜式鏜床
便攜式鏜床是專門用於重型設備現場維修的現場服務工具。這些機器透過三點托架直接安裝到工件上，並配有用於控製材料去除的電動伺服馬達。這些的模組化設計包括控制單元、驅動系統和鏜桿。
8. 定向鏜床
水平定向鑽孔機 (HDD) 或定向鑽孔機基本上用於在不進行地表開挖的情況下為管道和電纜創建地下路徑。流程分為三個步驟：用可轉向鑽頭鑽一個導孔，然後用擴孔器擴大孔，最後拉回公用設施管道或電纜。這些機器還可以在鑽井液系統和電子引導系統的幫助下進行精確的地下安裝。
鏜孔加工技術
鑽孔需要特定的技術。這些技術決定了機械加工零件的最終品質和尺寸精度。以下是眾所周知的鏜孔加工技術。
直線鏜孔
對齊鏜孔或直線鏜孔是一種加工程序，有助於重新對齊位於公共中心線的多個孔。首先，在支撐軸承之間安裝精密鏜桿。然後桿旋轉，單點切削刀具逐漸擴大每個孔。最後，自動進給速率可均勻地從所有孔中去除材料。
背鏜
背鑽孔通常從遠端向入口側擴大孔。此流程分為三個步驟：將專用刀具插入現有孔中，在遠端部署可伸縮切削刃，並以受控進給速率進行回加工，以建立沉頭孔或階梯孔。
精鏜
精鏜是一種精密精加工技術，在現有孔上進行，以獲得更好的表面品質和緊密的孔公差。這是一個兩步驟過程。第一次初始切削透過每次走刀 0.004 英吋的高進給率進行深切削來去除材料。然後，使用微調工具以最小的進給速度進行最終精加工，產生鏡面般的表面和精確的直徑。
粗鏜
粗鏜是從現有孔中快速去除材料的初始加工過程。此工藝首先在孔入口處定位刀具，然後以每次走刀 0.04 英吋的高進給率進行深切削。多次走刀會依序擴大孔並留下 0.02” 進行最終精加工。
鏜孔加工的應用
鏜削加工在多個行業中用於執行重要功能。該製程在需要精確內徑尺寸的應用中特別有效。
汽車產業
鏜孔加工對於曲軸軸承、氣門導管和汽缸孔的引擎汽缸體製造非常重要。該過程達到 圓柱度公差 0.01 毫米的厚度和 0.4 Ra 的表面光潔度，這對於引擎性能和油耗控制至關重要。
航空航天業
對於渦輪機殼體、引擎軸和起落架支柱等零件的生產，由於零件安全性和出色的表面光潔度，採用鏜削加工。
重型機械
透過鏜削加工，生產重型機械的基礎零件，例如軸、齒輪和軸承。這些組件是建築和採礦業所用機器的組成部分。除此之外，鏜孔提供了所需的表面光滑度，以最大限度地減少運動部件的摩擦和磨損。
石油和天然氣
石油和天然氣行業使用鏜削加工來加工防噴器、井口設備、法蘭配件、鑽桿和海底閥體等安全部件。這些應用可確保高壓下無洩漏運作。
模具
鏜孔用於模具和模具中，用於生產頂針導軌、型芯和型腔對準孔、冷卻通道、導銷襯套、澆道襯套和分型線通風口。這些功能需要 32 微英吋的表面光潔度才能獲得更好的性能。
鏜削加工的好處
鏜削加工為精密製造提供了許多技術優勢。這就是製造商為重要零件選擇這種製程的原因。
高精度和準確度
鏜孔加工可提供出色的尺寸精度，公差可小至 0005”。現代數控鏜床使用數位讀數和精確的刀具位置，將孔公差保持在 ±0.005 毫米以內，以便在應用中實現正確配合和更好的功能。
卓越的表面光潔度
由於粗糙度為 32 微英寸 Ra（Ra）低於鑽孔加工的 125 微英寸（Ra），鏜削加工可產生出色的表面光潔度。單點刀具、受控進給和剛性結構可提供光滑、耐用的內表面，且摩擦和磨損更少。
更好的同心度與對準度
鏜孔加工的另一個主要優點是，它不僅可以保證孔的尺寸正確，而且可以與零件的其他特徵對齊。這種同心度對於軸和軸承等零件非常重要，因為不對中可能會導致性能不佳或故障。
多功能性
鏜孔加工作業可以處理從鋁到鈦的不同材料，並且可以加工直徑為 0.5 至 2000 毫米的孔。垂直和水平設定為許多加工應用提供了極大的靈活性。
成本效益
雖然鏜床的初始設置成本可能很高，但它可以獲得的精度和表面光潔度減少了珩磨或研磨等二次操作的需要。因此，從長遠來看，對於大批量生產來說，它具有成本效益。
鏜削加工面臨的挑戰
儘管鏜削加工具有高精度，但它仍面臨以下技術挑戰。
不穩定的切削條件、錯誤的刀具選擇和工具機剛性會導致鏜孔時振動和顫振，從而導致不精確、光潔度差和刀具磨損。
動態切削力會導致鏜桿在深孔中受到阻力而彎曲。此偏轉應低於 0.001”，以獲得更好的表面品質和精度。
為了獲得低於 0.032” Ra 的表面光潔度，必須精確控製刀具幾何形狀、切削參數和排屑。
測量深孔孔徑和幾何公差時，錯誤的測量工具和未良好校準的測量工具也會導致尺寸不準確。
當加工溫度高於 45 HRC 時，鏜刀上的漸進式後刀面磨損和月牙窪形成會降低切削效率和尺寸精度。
更好的鏜削加工技巧
選擇合適的鏜刀
硬質合金鏜桿因其精度和耐磨性而非常適合精加工。另一方面，具有更大質量和剛性的重金屬棒材適合粗加工，以減少振動和偏轉。
切割參數
有必要保持 200-500 fpm 的切削速度和 0.002-0.008 ipr 的進給速率。對於硬材料，較低的進給速率和速度更適合避免刀具磨損和熱量積聚，而較軟的材料可提供更高的速度和進給速率，而不會降低刀具壽命或精加工品質。
機器和工具剛性
必須仔細管理工具設定和機器狀況。為了減少振動和變形，對於鋼棒，應保持 4:1 的長徑比，對於硬質合金棒材，7:1 的長徑比很重要。除了長徑比之外，精密磨削刀柄還提供最大的接觸面積，以減少刀具移動和不對中。
實施適當的切屑控制
整合斷屑槽並將高壓冷卻液（合成冷卻液）直接輸送至切削區域。這些斷屑器有助於將較大的切屑破碎成小塊，從而防止它們纏結或纏繞在刀具上。 同時，高壓冷卻液冷卻並去除切屑，以保持穩定的切削溫度。
工具維護和監控
每次使用前檢查鏜孔工具，使用後清潔它們並每週檢查對準情況。目視檢查切割刃並定期測量後刀面磨損狀況。當磨損達到 0.3 毫米時，更換刀片以避免刀具故障並保持穩定的性能。
Richconn的鏜削加工
Richconn 透過熟練的工匠和先進的CNC工具機提供鏜孔服務。我們的工廠擁有臥式和立式鏜床，可加工長度達 2300 毫米的工件。我們是汽車、航空航太和醫療行業複雜部件的熟練製造商，其公差為 ±0.01 mm，表面光潔度低至 Ra 0.8 µm。我們的品質控制系統還具有 CMM 驗證和即時生產跟踪，以確保最大的準確性和可靠性。
總結一下
總之，鏜削加工對於不同產業的高精度製造仍然很重要。借助 CNC 系統、優化的切削參數和適當的維護，現代鏜削工具或機器可以達到 0.0005 英寸的出色精度和 0.4 Ra 的表面光潔度。
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常見問題
CNC車床可以進行鏜孔嗎？
是的，透過編程的刀具路徑，CNC車床可以進行鏜削。特別是現代機器具有自動刀具補償和數位測量設置，以獲得準確的結果。
鏜削刀具的選擇由什麼決定？
深徑比、孔徑、所需的表面光潔度、材料特性和工具機剛性等因素決定了鏜削刀具。
哪些材料可以用鏜孔加工？
鏜削幾乎可以加工所有工程材料，例如鋁、鋼、鑄鐵、複合材料和鈦等。
鑽孔與鑽孔有何不同？
鏜孔使用單點刀具來細化或擴大現有的孔。但鑽孔時使用 2 點鑽頭並創建新孔。鏜孔還可以提供更好的表面光潔度並且更精確。