鏜孔刀具技術的應用及如何控制工序產品質量

　　摘要:　在機械零件加工作業中,鏜孔加工中所占比例相當大，高效率鏜孔加工對于促使零部件生產合理化是不可或缺的重要工藝過程。實現高精度和高速化對刀具技術的應用有很大關系，它可以極大的提高勞動生產率。刀具是機械制造中用于切削加工的工具。又稱切削工具?？准庸すぞ?。包括鉆頭，擴孔鉆，鏜刀角刀和內表面拉刀等，而鏜刀在鏜刀是主要刀具，合理選用鏜刀刀具的應用，又對鏜孔加工的精度等有很大關系。

　　關鍵詞：加工中心上鏜孔加工的特點、刀具的選擇基準、數控加工切削用量的確定

　　本文源自《科學與技術》 2021年08期

　　所謂鏜孔加工就是指將工件上原有的孔進行擴大或者精化。

　　隨著加工中心的普及，現在的鏜孔加工，只需要進行編程按鈕操作等，正因為這樣，就需要有更簡單更方便更精密的刀具來保障產品的質量，主要從刀具技術的角度來分析加工中心的鏜孔加工。

　　一、加工中心上鏜孔加工的特點

　　1、刀具轉動

　　和車床加工不同，加工中心加工時由于刀具轉動，

　　便不可能在加工中及時掌握刀尖兒的情況來調節進刀量等。也不可可能像數控車床那樣，可以只調節數控按鈕，就可以改變加工直徑，這便成了完全自動化加工的一個很大的障礙，也正因為這樣，所以就要求鏜刀必須具有微調機構或自動補償機能，特別是在精鏜時，根據公差要求有時必須在微米級調節。如圖所示

　　另外加工中心鏜孔時，由于切屑的流向方向在不斷的改變，所以刀尖、工件刀冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時難的多。

　　二、刀具刀震顫

　　鏜孔加工時最常出現的也是最令人頭疼的問題是震顫。在加工中心上發生顫振的原因主要有以下幾點。

　　工具系統的剛性，包括刀桿，鏜桿以及中間連接部的剛性如圖所示。因為是懸臂加工所以特別是小孔生恐以及硬質工件的加工時工具系統的剛性尤為重要。

　　刀具系統的動平衡相對于刀具系統的轉動軸心，刀具自身如有一不平衡質量，在轉動時因不平衡的離心力的作用而導致震顫的發生，特別是在高速加工時，刀具的動平衡性所產生的影響很大。

　　3、工件自身或工件的固定剛性。像一些較小較薄的部件，由于其自身的剛性不足或由于工件形狀等原因，無法使用合理的家具，進行充分的固定。

　　4、切削條件包括切削速度，進給量，進刀量以及給切削油方式及種類的。

　　5、機器的主軸系統：機器主軸自身的剛性，軸承及齒輪的性能，以及主軸和刀柄之間的連接剛性。

　　三、刀具的裝卡

　　在鏜削孔時，最重要的是在加工中心上正確裝卡刀具。將影響刀具的加工性能，為此建議刀具安裝應略高于中心高(應盡可能接近中心高)。這樣可使刀具相對于工件的法向后角增大，切削條件得到改善，如果加工時產生振動，刀尖會向下和向中心偏移，從而趨向接近理想中心高。刀具也輕微的退出。減少削傷工件的可能性。此外，刀具前角也將減小，這樣可穩定工作壓力，如果前角減小到零度，就會產生太大的工作壓力，導致刀具失效。

　　四、刀具的選擇基準

　　根據加工內容的不同，鏜刀的選擇基準也不一樣，一般來說應注意系統本身的剛性，動平衡性，柔性，信賴性，操作方便性及壽命和成本。

　　一體式鏜刀

　　一體式鏜刀主要用在批量產品的生命生產線或專用機上。但實際上機器的規格有多種多樣，即使規格一樣，大小也有不同，即使規格大小都一樣，也可能拉丁形狀螺紋不一樣，或者法蘭面形狀不一樣，這些都是一體式鏜刀，在對應上遇到很大困難，特別是近些年來市場結構市場需求預示音樂一產品周期日益縮短，這就要求加工機器以及加工刀具具有更充分的柔性，但考慮到經濟因素等和其他原因，議題是躺倒在很多工廠，還有很大的應用余地。

　　模塊式鏜刀

　　現在市場上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統，它們的連接方式各有區別。諸如：BIG-KAISER方式：他只要靠一顆錐度為15度的錐形螺絲來連接。固定時也只需要一只六角小扳手，操作非常方便，由于螺孔與背連接體的椎孔間有一定的偏心，當旋轉螺絲時依靠錐面的作用，將旋緊力的絕大部分轉化為軸向的拉力，使被連接的兩部分緊貼而保持徑像位置不變。

　　側固式：這種連接方式僅僅是達到固定的目的，它刀旋緊力絕大部分都向著徑向，不但連接體的斷面不能密接，徑向位置也會發生變化;

　　旋入式：雖然斷面得到連接，但刀尖兒在圓周上的相位會發生變化;

　　后部拉緊式：斷面的連接和跳動都比較好，但操作性很差;

　　其他方式：側面90度兩點固定方式，側面180度，兩點傾斜固定方式，abs方式等等。

　　顯而易見，模塊式鏜刀具有一體式鏜刀無法比擬的優勢，當然這也需要模塊式鏜刀，具有高連接精度和高連接剛性以及高重復精度和高度的信賴性。

　　刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的，應根據機床的加工能力，工件材料的性能，加工工序，提取用量以及其他相關因素，正確選擇刀具和刀柄刀具選擇總的原則是安裝調整方便剛性好，耐用度和精度好，在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的高度。

　　五、數控加工切削用量的確定

　　合理選擇且選用量的原則是初加工時一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本，半精加工和精加工時應在保證加工質量的前提下，兼顧且效率經濟性和加工成本，具體數值應根據機床說明書，且需用到手冊并結合經驗而定。

　　1、切削深度t，在機床工件和刀具剛度允許的情況下就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施，為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工數控機床的精加工余量可略小于普通機床

　　2、切削寬度L,一般L與刀具直徑d成正比，一切深度成反比，經濟型數控加工中,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0/9)d.

　　3、提高切速度v也是提高生產率的一個措施，但v與刀具耐用度的關系比較密切.隨著v的增大刀具，耐用度急劇下降，故v的選。

　　4、主軸轉速n(r/min)

　　除特殊情況外，機床主軸轉速的確定方法與普通機床加工時的方法一樣，可以用下列公式進行計算。

　　n =1000u/

　　確定主軸轉數時，首先需要確定加工時允許的情緒速度，極限速度，該速度值可由技術手冊查出，再根據經驗修正。

　　5、進給速度vF

　　進給速度主要是指在單位時間內刀具沿進給方向移動的距離。用表示除少數機床外絕大多數數控切削機床都規定其進給速度單位為。

　　六、實例

　　加工工藝:由于毛坯已經有鑄造孔，所以我們只要粗鏜孔，精鏜孔即可，零件上110mm的底平面為定位基準,孔中心距35mm由預調工藝保障，一次性壓粗鏜、精鏜兩同軸孔。

　　1、35粗鏜刀

　　2、35精鏜刀

　　3、45平底粗鏜刀

　　4、45平底精鏜刀

　　(3) 測量尺寸

　　根據測量的結果，按照孔的精度要求通過躺到的簡介器來調節刀片刀尖的位置，再進行精加工，最終能符合公差的精度要求，從上面這個簡單的例子中，我們可以看出工件的名稱材料加工孔的直徑深度決定著用什么樣的樣式和什么樣的材料的躺倒，不同的躺倒對于應不同的材料要求，最終目的是能燙出高質量高精度的成品件。

　　結論，隨著新產品、新技術的引進，給舊的生產格局帶來很大沖擊。新產品的投產，技術要求高，質量要求嚴，給操作人員的操作技能也帶來很高的要求。高端的產品不僅需要精尖的設計，同時需要更多的能工巧匠去制造。企業在注重引進和培養高學了人才的同時，更要高度關注對技術工人的培養，沒有優秀的技術工人，沒有拔尖的能工巧匠，企業同樣生產不出高精尖的產品，再先進的設備，也發揮不出它的優勢。而明白加工中心上鏜孔加工的特點，從而選擇合適的刀具及裝夾方式，確定合理的加工用量，才能取得高精度的孔，從而達到提高產品質量的目的。