Die Hauptursachen für Abweichungen bei der Tieflochbearbeitung hängen mit der Steifigkeit des Bohrsystems, der Werkzeugstruktur, Schwankungen der Schnittkräfte, den Bedingungen der Spanabfuhr und den Materialeigenschaften des Werkstücks zusammen. Tieflochbearbeitung bezieht sich typischerweise auf Prozesse, bei denen das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser relativ hoch ist. Mit zunehmender Lochtiefe nehmen radiale Kräfte, Schnittwärme und der Widerstand der Späne auf den Bohrer progressiv zu, wodurch das Werkzeug anfälliger für Abweichungen wird. Unzureichende Bohrersteifigkeit, reduzierte Führungseigenschaften, Spanverstopfung und unsachgemäße Bearbeitungsparameter können alle zu einer Abweichung der Lochachse von ihrer Konstruktionsposition führen und somit die Montagegenauigkeit und Leistung der Komponente beeinträchtigen.
1. Bei der Tieflochbearbeitung hat der Bohrer eine schlanke Kragarmstruktur. Mit zunehmender Lochtiefe nimmt die effektive Auskraglänge des Werkzeugs zu, während die Biegesteifigkeit abnimmt. Unter der Einwirkung der Schnittkraft neigt er zu elastischer Biegung, wodurch die Bohrrichtung allmählich von der ursprünglichen Achse abweicht.
2. Beim normalen Bohren sind die Schnittbedingungen im Bereich der Querschneide des Bohrers schlecht, was leicht zu großen Axialkräften und ungleichmäßigen Schnittkräften führt. Wenn die Schnittkräfte auf beiden Seiten der Schneiden nicht konsistent sind, erfährt der Bohrer eine seitliche Schubkraft, was zu einer korrekten Eintrittsposition des Lochs führt, aber der Boden des Lochs sich allmählich verschiebt.
3. Der Innenraum von tiefen Löchern ist eng und der Spalt zwischen Werkzeug und Lochwand ist begrenzt. Wenn während des Bearbeitungsprozesses Vibrationen oder Werkzeugoszillationen auftreten, übt die Lochwand eine Gegenkraft auf den Bohrer aus, was den Abweichungstrend weiter verstärkt.
1. Die Steifigkeit des Bohrers hängt eng mit dem Verhältnis von Werkzeugdurchmesser zu -länge sowie den Materialeigenschaften zusammen. Bei der Tieflochbearbeitung nimmt bei zu langem Werkzeug und kleinem Durchmesser der Biegewiderstand ab, wodurch es anfälliger für Verformungen durch die Schnittkraft wird.
2. Verschleiß des Bohrers reduziert die Steifigkeitsstabilität weiter. Nach dem Verschleiß der Schneide erhöht sich der Schnittwiderstand und der Bohrer erfährt eine erhöhte Seitenkraft, die zu Problemen wie vergrößertem Lochdurchmesser, Kratzern an der Lochwand und Abweichung der Lochachse führen kann.
3. Die Verbesserung der Steifigkeit des Bohrers erfordert einen Ansatz bei der Werkzeugauswahl und der Prozessgestaltung. Zum Beispiel kann die Verwendung einer speziellen Bohrerstruktur, die für die Tieflochbearbeitung geeignet ist, die Verkürzung der unwirksamen Überhanglänge und die Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Werkzeugmaterials die elastische Verformung während des Bearbeitungsprozesses reduzieren.
1. Eine der größten Schwierigkeiten bei der Tieflochbearbeitung ist die Spanabfuhr. Bei der normalen Kurzlochbearbeitung neigen sich Späne außerhalb des Bearbeitungsbereichs zu entladen. Bei tiefen Löchern ist jedoch der Innenraum für Späne begrenzt. Wenn die Späne nicht rechtzeitig abgeführt werden können, bilden sie Blockaden im Loch.
2. Die Ansammlung von Spänen erhöht den Drehwiderstand des Bohrers und verursacht Schwankungen der Schnittlast. Wenn einige Späne zwischen Bohrer und Lochwand eingeklemmt werden, entstehen ungleichmäßige Quetschkräfte, die den Bohrer von der Bearbeitungsrichtung wegdrücken.
3. Das Problem der Spanabfuhr beeinträchtigt auch den Kühleffekt. Wenn die Schneidflüssigkeit den Schneidbereich nicht vollständig erreichen kann, steigt die Werkzeugtemperatur, die Verschleißrate erhöht sich und die Stabilität des Bohrprozesses wird weiter reduziert, was das Risiko von Lochabweichungen erhöht.
1. Bei zu hoher Vorschubgeschwindigkeit erhöhen sich der Axialdruck und die Schnittlast, die der Bohrer trägt. Wenn diese die Steifigkeit des Werkzeugs und die Leistung der Werkzeugmaschine überschreiten, neigen sie dazu, Werkzeugbiegung und Bearbeitungsvibrationen zu verursachen.
2. Eine unangemessene Auswahl der Schnittgeschwindigkeit beeinflusst den Werkzeugverschleiß und die Schnitttemperatur. Eine zu hohe Geschwindigkeit kann den Verschleiß der Schneide beschleunigen, während eine zu niedrige Geschwindigkeit zu instabilem Schnitt und einer Verschlechterung der Lochbearbeitungsqualität führen kann.
3. Die Genauigkeit der Werkzeugmaschinenspindel und der Spannzustand beeinflussen ebenfalls die Bearbeitungsrichtung von tiefen Löchern. Wenn bei der Montage des Bohrers ein Radialschlag auftritt, weicht die anfängliche Bearbeitungsrichtung des Werkzeugs ab und nimmt während der Tieflochbearbeitung allmählich zu.
