穴加工は外面加工に比べ条件が非常に悪く、外周加工よりも加工が困難です。その理由は次のとおりです。
１）穴加工に使用する工具は加工する穴の大きさによってサイズが制限され、剛性が低く曲げ変形や振動が発生しやすい。
2) 固定サイズの工具で穴を加工する場合、穴のサイズは対応する工具のサイズによって直接決定されることが多く、工具の製造誤差や摩耗が穴の加工精度に直接影響します。
3) 穴加工の場合、切削領域がワークの内側にあるため、切りくずの排出や放熱の状態が悪く、加工精度や面品位の管理が困難です。
1. 穴あけとリーマ加工
1. 穴あけ
ドリリングは固体材料に穴を加工する最初のプロセスであり、穴の直径は通常 80 mm 未満です。穴あけには 2 つの方法があります。1 つはドリルの回転です。もう 1 つはワークの回転です。上記の 2 つの穴あけ方法によって生成される誤差は異なります。ドリルビットを回転させて穴あけする方法では、刃先の非対称性やドリルビットの剛性不足によりドリルビットがずれると、加工穴の中心線が歪んだり、歪んだりしてしまいます。真っ直ぐではありませんが、穴の直径は基本的に変わりません。逆に、ワークを回転させる穴あけ方法では、穴の中心線は直線のままでも、ドリルビットのずれにより穴径が変化します。
一般的に使用される穴あけ工具には、ツイスト ドリル、センター ドリル、深穴ドリルなどがあります。その中で最もよく使用されるのはツイスト ドリルで、その直径仕様は画像です。
構造上の制限により、ドリルビットの曲げ剛性とねじり剛性は両方とも低く、センタリングが悪いため、穴あけ精度は低く、一般に IT13 ～ IT11 に達するだけです。表面粗さも大きく、Raは一般に50〜12.5μmです。しかし、穴あけ加工の切りくず除去率が大きく、切削効率が高いです。ドリル加工は主に、ボルト穴、ねじ底穴、油穴など、品質要件の低い穴の加工に使用されます。高い加工精度と表面品質要件の穴の場合は、リーマ加工、リーマ加工、ボーリング加工、または研削加工によってそれらを達成する必要があります。その後の加工。
2. リーマ加工
リーマ加工は穴の仕上げ加工方法の一つで、生産現場で広く使用されています。小さな穴の場合、リーマ加工は内面研削やファインボーリングよりも経済的で実用的な方法です。
1.リーマー
リーマには大きく分けてハンドリーマとマシンリーマの2種類があります。ハンドリーマーのハンドルはストレートハンドルで、作業部分が長く、ガイド機能が優れています。ハンドリーマは一体型と外径調整可能な2つの構造になっています。マシンリーマにはシャンクタイプとスリーブタイプの2種類があります。リーマは丸穴の加工だけでなく、テーパー穴の加工もテーパーリーマで行えます。
2. リーマ技術とその応用
リーマ代はリーマの品質に大きな影響を与えます。許容値が大きすぎると、リーマの負荷が大きくなり、刃先がすぐに鈍くなり、滑らかな加工面を得るのが難しくなり、寸法公差を保証するのが難しくなります。取り代が小さすぎると、前工程で残った工具跡を除去できなければ、当然のことながら穴加工の品質は向上しません。一般に、粗いヒンジの許容値は 0.35 ～ 0.15 mm、細かいヒンジは 01.5 ～ 0.05 mm です。
構成刃先の形成を避けるために、リーマ加工は通常、低い切削速度 (鋼および鋳鉄用の高速度鋼リーマの場合は v < 8m/min) で実行されます。送りの値は処理される絞りに関係します。口径が大きいほど、送りの値も大きくなります。ハイスリーマで鋼や鋳鉄を加工する場合、送りは通常0.3～1mm/rです。
穴をリーマ加工するときは、エッジの蓄積を防ぎ、切りくずを適時に除去するために、適切な切削液で冷却、潤滑、洗浄する必要があります。リーマ加工は研削加工やボーリング加工に比べて生産性が高く、穴精度も確保しやすいため、加工が容易です。ただし、リーマ加工では穴軸の位置誤差を補正することはできず、穴の位置精度は前工程で保証する必要があります。段付き穴や止まり穴はリーマ加工には適しません。
リーマ穴の寸法精度はIT9～IT7、表面粗さRaは3.2～0.8が一般的です。高精度が要求される中サイズの穴 (IT7 レベルの精度穴など) の場合、穴あけ、拡張、リーマ処理は、生産で一般的に使用される典型的な加工スキームです。
3. 退屈
ボーリング加工とは、切削工具を使用して既製の穴を拡大する加工方法です。中ぐり加工は中ぐり盤や旋盤で行うことができます。
1. ボーリング方法
中ぐり加工には3つの異なる加工方法があります。
1）ワークが回転し、工具が送ります。旋盤のボーリング加工のほとんどがこのボーリング工法に属します。プロセスの特徴は、加工後の穴の軸線がワークピースの回転軸と一致していること、穴の真円度は主に工作機械の主軸の回転精度に依存すること、穴の軸方向の形状誤差は主に依存することです。ワークの回転軸に対する工具の送り方向。位置精度。外面との同軸度が要求される穴加工に適した穴あけ加工です。
2）ツールが回転し、ワークが送り運動をします。中ぐり盤の主軸は中ぐり工具を回転駆動し、ワークテーブルはワークを駆動して送り運動を行います。
3) 工具が回転し、送り運動を行う場合、このようなボーリング方法でボーリング加工を行います。ボーリングバーの突き出し長さが変化し、ボーリングバーにかかる力や変形も変化します。穴径が小さくテーパー穴となっております。また、ボーリングバーの突き出し長さが大きくなり、主軸の自重による曲げ変形も大きくなり、加工穴の軸が曲がってしまいます。このボーリング方法は短い穴にのみ適しています。
2. ダイヤモンドボーリング
ダイヤモンドボーリングは、通常のボーリングに比べ、バック切削量が少なく、送りが小さく、切削速度が速いという特徴があります。高い加工精度（IT7～IT6）と非常に平滑な表面（Raは0.4～0.05）が得られます。ダイヤモンドボーリングはもともとダイヤモンドボーリング工具で加工されていましたが、現在では超硬工具、CBN工具、合成ダイヤモンド工具で加工されるのが一般的です。主に非鉄金属ワークの加工に使用されますが、鋳鉄や鋼の加工にも使用されます。
ダイヤモンドボーリングの一般的な切削量は、プレボーリングのバックカット量が0.2～0.6mm、最終ボーリングが0.1mmです。送り速度は0.01〜0.14mm/rです。切削速度は鋳鉄加工時100～250m/min、鋼加工時150～300m/min、非鉄金属加工時300～2000m/minです。
ダイヤモンドボーリング加工で高い加工精度と面品位を実現するには、使用する工作機械（ダイヤモンドボーリングマシン）に高い幾何精度と剛性が必要です。工作機械の主軸は通常、精密アンギュラ玉軸受や静圧滑り軸受と高速回転部品によって支持されています。正確にバランスがとれていなければなりません。さらに、ワークテーブルが安定した低速送り動作を実行できるように、送り機構の動作は非常に安定している必要があります。
ダイヤモンドボーリングは加工品質が良く、生産効率が高いため、エンジンのシリンダー穴やピストンのピン穴、工作機械の主軸箱の主軸穴など、量産における精密穴の最終加工に広く使用されています。ただし、ダイヤモンドボーリングで鉄系金属製品を加工する場合は、ダイヤモンドの炭素原子との親和性が高いため、使用できるボーリング工具は超硬合金とCBNのみとなり、ダイヤモンド製のボーリング工具は使用できませんのでご注意ください。鉄族元素を含む。 、工具寿命が短くなります。
3. ボーリングツール
ボーリング工具は片刃ボーリング工具と両刃ボーリング工具に分けられます。
4. ボーリング加工の技術的特徴と適用範囲
ドリリング・拡張・リーマ加工と比較して、穴の直径はツールのサイズに制限されず、ボーリング加工は強力な誤差修正能力を備えています。ボーリング面と位置決め面により高い位置精度を維持します。
ボーリング穴の外周と比較して、ツールホルダーシステムの剛性が低く、変形が大きいため、放熱と切りくず除去の状態が良好ではなく、ワークとツールの熱変形が比較的大きくなります。ボーリング穴の加工品質と生産効率は外円ほど高くありません。 。
上記の分析に基づいて、ボーリング加工の加工範囲は広く、さまざまなサイズおよび異なる精度レベルの穴を加工できることがわかります。大径で高い寸法精度と位置精度が要求される穴や穴システムの場合、ボーリング加工がほぼ唯一の加工となります。方法。ボーリングの加工精度はIT9～IT7、表面粗さはRaです。ボーリング加工は、中ぐり盤、旋盤、フライス盤などの工作機械で実行できます。柔軟性という利点があり、生産現場で広く使用されています。の量産においては、CNC機械加工部品、ボーリング効率を向上させるために、ボーリングダイスがよく使用されます。
4.ホーニング穴
1. ホーニング原理とホーニングヘッド
ホーニング加工とは、ホーニングヘッドを用いて穴を砥石（砥石）で仕上げる加工方法です。ホーニング加工中、ワークは固定されており、ホーニングヘッドは機械の主軸によって回転および往復直線運動を行います。ホーニング加工では、研削バーが一定の圧力でワークの表面に作用し、ワークの表面から材料の非常に薄い層を切削します。切削軌跡は交差したメッシュになります。サンドバーの砥粒の移動軌跡が繰り返されないようにするには、ホーニングヘッドの回転運動の毎分回転数とホーニングヘッドの毎分往復ストローク数が互いに素数でなければならない。
ホーニングトラックの交差角度Ｉｍａｇｅは、ホーニングヘッドの往復速度Ｉｍａｇｅと周速度Ｉｍａｇｅに関係する。イメージアングルの大きさは、ホーニングの加工品質と効率に影響します。一般的にイメージ°は粗いホーニングに使用され、イメージ°は細かいホーニングに使用されます。ホーニング時には、割れた砥粒や切粉の排出を促進し、切削温度を下げ、加工品質を向上させるために、十分な切削液を使用する必要があります。
穴壁を均一に加工するには、サンドバーのストロークが穴両端のオーバーラン量を超える必要があります。均一なホーニング代を確保し、工作機械主軸の回転誤差による加工精度への影響を低減するため、ほとんどのホーニングヘッドと工作機械主軸はフローティング接続されています。
ホーニングヘッド砥石の径方向の伸縮調整には手動式、空圧式、油圧式など様々な構造形式があります。
2. ホーニング加工の加工特性と適用範囲
1) ホーニング加工により、高い寸法精度、形状精度が得られます。加工精度はIT7～IT6です。穴の真円度や円筒度の誤差は の範囲内に抑えることができますが、ホーニング加工では穴の位置精度を向上させることはできません。CNC機械加工部品' 穴。
２）ホーニング加工により、より高い表面品位が得られ、表面粗さRaは画像であり、表面金属の変成欠陥層の深さは極めて浅い（画像）。
3) 研削速度に比べて、ホーニングヘッドの周速度は高くありませんが (vc=16~60m/min)、サンドバーとワークの接触面積が大きいため、往復速度は比較的高くなります。 (va=8~20m/分)。 min) であるため、ホーニングの生産性は依然として高いです。
ホーニング加工はエンジンのシリンダー穴や各種油圧機器の精密穴の加工に量産加工で広く使用されています。ただし、ホーニング加工は塑性の大きい非鉄金属ワークの穴加工には不向きであり、キー溝やスプライン穴などの穴の加工には適しません。
5. 抜き穴
1. ブローチ加工とブローチ加工
ホールブローチ加工は、特殊なブローチを備えたブローチ盤で実行される生産性の高い仕上げ方法です。ブローチングベッドには横型ブローチングベッドと縦型ブローチングベッドの2種類があり、横型ブローチングベッドが最も一般的です。
ブローチ加工時、ブローチは低速直線運動（主運動）のみを行います。同時に作動するブローチの歯数は通常 3 枚以上である必要があります。そうでないとブローチがスムーズに作動せず、ワーク表面に環状の波紋が発生しやすくなります。過度のブローチ力によるブローチの破損を防ぐために、ブローチの作動時に作動する歯の数は通常 6 ～ 8 個を超えないようにしてください。
ブローチ加工には 3 つの異なるブローチ加工方法があり、以下に説明します。
(1) レイヤーブローチ加工 ブローチ加工の特徴は、ワークの取り代を 1 層ずつ順番に切削することです。切りくずの分断を容易にするために、カッターの歯は千鳥状の切りくず分離溝で研削されています。レイヤードブローチ法に従ってデザインされたブローチは、通常のブローチと呼ばれます。
(2) ブロックブローチ加工 このブローチ加工の特徴は、加工面上の各金属層を、基本的に同じ大きさの歯を千鳥状に配置した歯群（通常は 2 ～ 3 枚の歯で構成）を除去することです。各歯は金属層の一部を切り取るだけです。ブロックブローチ法によりデザインされたブローチをホイールカットブローチと呼びます。
(3) 総合ブローチ加工 積層ブローチ加工と分割ブローチ加工の利点を集約した工法です。粗歯部はセグメントブローチ加工、細歯部はレイヤードブローチ加工を採用しています。これにより、ブローチの長さを短くすることができ、生産性が向上し、より良好な面品位が得られる。総合ブローチ法に基づいて設計されたブローチを総合ブローチと呼びます。
2. 穴抜きの加工特性と適用範囲
1) ブローチは多刃工具であり、1 回のブローチストロークで穴の荒加工、仕上げ加工、仕上げ加工を連続的に完了することができ、高い生産効率を実現します。
2) ブローチ加工の精度は主にブローチの精度に依存します。通常の条件下では、ブローチ加工精度はIT9～IT7に達し、表面粗さRaは6.3～1.6μmに達します。
３）穴を引く際、ワークは加工された穴自体によって位置決めされ（ブローチの先端部分がワークの位置決め要素である）、穴と他の表面との相互の位置精度を確保するのは容易ではない。ボディパーツの加工では、まず穴を描き、その穴を位置決め基準として他の面を加工することがよくあります。
4) ブローチは丸穴だけでなく、穴やスプライン穴の加工も可能です。
5) ブローチは形状が複雑で価格も高い固定サイズの工具であり、大きな穴の加工には適していません。
ドリル穴は、直径Ф10～80mm、穴の深さが穴の直径の5倍を超えない中小型部品の貫通穴を加工するために量産で一般的に使用されます。
投稿日時: 2022 年 9 月 26 日