鏜孔刀具技術(shù)的應(yīng)用及如何控制工序產(chǎn)品質(zhì)量

　　摘要:　在機(jī)械零件加工作業(yè)中,鏜孔加工中所占比例相當(dāng)大，高效率鏜孔加工對(duì)于促使零部件生產(chǎn)合理化是不可或缺的重要工藝過程。實(shí)現(xiàn)高精度和高速化對(duì)刀具技術(shù)的應(yīng)用有很大關(guān)系，它可以極大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具。又稱切削工具。孔加工工具。包括鉆頭，擴(kuò)孔鉆，鏜刀角刀和內(nèi)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(yīng)用，又對(duì)鏜孔加工的精度等有很大關(guān)系。

　　關(guān)鍵詞：加工中心上鏜孔加工的特點(diǎn)、刀具的選擇基準(zhǔn)、數(shù)控加工切削用量的確定

　　本文源自《科學(xué)與技術(shù)》 2021年08期

　　所謂鏜孔加工就是指將工件上原有的孔進(jìn)行擴(kuò)大或者精化。

　　隨著加工中心的普及，現(xiàn)在的鏜孔加工，只需要進(jìn)行編程按鈕操作等，正因?yàn)檫@樣，就需要有更簡(jiǎn)單更方便更精密的刀具來保障產(chǎn)品的質(zhì)量，主要從刀具技術(shù)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(diǎn)

　　1、刀具轉(zhuǎn)動(dòng)

　　和車床加工不同，加工中心加工時(shí)由于刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，

　　便不可能在加工中及時(shí)掌握刀尖兒的情況來調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等。也不可可能像數(shù)控車床那樣，可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按鈕，就可以改變加工直徑，這便成了完全自動(dòng)化加工的一個(gè)很大的障礙，也正因?yàn)檫@樣，所以就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)能，特別是在精鏜時(shí)，根據(jù)公差要求有時(shí)必須在微米級(jí)調(diào)節(jié)。如圖所示

　　另外加工中心鏜孔時(shí)，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(shí)難的多。

　　二、刀具刀震顫

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

　　工具系統(tǒng)的剛性，包括刀桿，鏜桿以及中間連接部的剛性如圖所示。因?yàn)槭菓冶奂庸に蕴貏e是小孔生恐以及硬質(zhì)工件的加工時(shí)工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。

　　刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡相對(duì)于刀具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，刀具自身如有一不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致震顫的發(fā)生，特別是在高速加工時(shí)，刀具的動(dòng)平衡性所產(chǎn)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(jìn)行充分的固定。

　　4、切削條件包括切削速度，進(jìn)給量，進(jìn)刀量以及給切削油方式及種類的。

　　5、機(jī)器的主軸系統(tǒng)：機(jī)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(shí)，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(yīng)略高于中心高(應(yīng)盡可能接近中心高)。這樣可使刀具相對(duì)于工件的法向后角增大，切削條件得到改善，如果加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，刀尖會(huì)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(wěn)定工作壓力，如果前角減小到零度，就會(huì)產(chǎn)生太大的工作壓力，導(dǎo)致刀具失效。

　　四、刀具的選擇基準(zhǔn)

　　根據(jù)加工內(nèi)容的不同，鏜刀的選擇基準(zhǔn)也不一樣，一般來說應(yīng)注意系統(tǒng)本身的剛性，動(dòng)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(chǎn)品的生命生產(chǎn)線或?qū)Ｓ脵C(jī)上。但實(shí)際上機(jī)器的規(guī)格有多種多樣，即使規(guī)格一樣，大小也有不同，即使規(guī)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(duì)應(yīng)上遇到很大困難，特別是近些年來市場(chǎng)結(jié)構(gòu)市場(chǎng)需求預(yù)示音樂一產(chǎn)品周期日益縮短，這就要求加工機(jī)器以及加工刀具具有更充分的柔性，但考慮到經(jīng)濟(jì)因素等和其他原因，議題是躺倒在很多工廠，還有很大的應(yīng)用余地。

　　模塊式鏜刀

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統(tǒng)，它們的連接方式各有區(qū)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(shí)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(dāng)旋轉(zhuǎn)螺絲時(shí)依靠錐面的作用，將旋緊力的絕大部分轉(zhuǎn)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(cè)固式：這種連接方式僅僅是達(dá)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(huì)發(fā)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(huì)發(fā)生變化;

　　后部拉緊式：斷面的連接和跳動(dòng)都比較好，但操作性很差;

　　其他方式：側(cè)面90度兩點(diǎn)固定方式，側(cè)面180度，兩點(diǎn)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(yōu)勢(shì)，當(dāng)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(fù)精度和高度的信賴性。

　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的，應(yīng)根據(jù)機(jī)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(guān)因素，正確選擇刀具和刀柄刀具選擇總的原則是安裝調(diào)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(shù)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(shí)一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本，半精加工和精加工時(shí)應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧且效率經(jīng)濟(jì)性和加工成本，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書，且需用到手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。

　　1、切削深度t，在機(jī)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(chǎn)率的一個(gè)有效措施，為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)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(jīng)濟(jì)型數(shù)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(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)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(zhuǎn)速n(r/min)

　　除特殊情況外，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定方法與普通機(jī)床加工時(shí)的方法一樣，可以用下列公式進(jìn)行計(jì)算。

　　n =1000u/

　　確定主軸轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，首先需要確定加工時(shí)允許的情緒速度，極限速度，該速度值可由技術(shù)手冊(cè)查出，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)修正。

　　5、進(jìn)給速度vF

　　進(jìn)給速度主要是指在單位時(shí)間內(nèi)刀具沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離。用表示除少數(shù)機(jī)床外絕大多數(shù)數(shù)控切削機(jī)床都規(guī)定其進(jìn)給速度單位為。

　　六、實(shí)例

　　加工工藝:由于毛坯已經(jīng)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(zhǔn),孔中心距35mm由預(yù)調(diào)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(cè)量尺寸

　　根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，按照孔的精度要求通過躺到的簡(jiǎn)介器來調(diào)節(jié)刀片刀尖的位置，再進(jìn)行精加工，最終能符合公差的精度要求，從上面這個(gè)簡(jiǎn)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(duì)于應(yīng)不同的材料要求，最終目的是能燙出高質(zhì)量高精度的成品件。

　　結(jié)論，隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)的引進(jìn)，給舊的生產(chǎn)格局帶來很大沖擊。新產(chǎn)品的投產(chǎn)，技術(shù)要求高，質(zhì)量要求嚴(yán)，給操作人員的操作技能也帶來很高的要求。高端的產(chǎn)品不僅需要精尖的設(shè)計(jì)，同時(shí)需要更多的能工巧匠去制造。企業(yè)在注重引進(jìn)和培養(yǎng)高學(xué)了人才的同時(shí)，更要高度關(guān)注對(duì)技術(shù)工人的培養(yǎng)，沒有優(yōu)秀的技術(shù)工人，沒有拔尖的能工巧匠，企業(yè)同樣生產(chǎn)不出高精尖的產(chǎn)品，再先進(jìn)的設(shè)備，也發(fā)揮不出它的優(yōu)勢(shì)。而明白加工中心上鏜孔加工的特點(diǎn)，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(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。