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加工中心鏜孔加工的刀具技術(shù)
閱讀：3475 發(fā)布時間：2009-9-24 與其它機械加工相比，鏜孔加工屬于一種較難的加工。它只靠調(diào)節(jié)一枚刀片（或刀片座）要加工出H7、H6這樣的微米級的孔。以前，人們曾將從事這種加工的人稱為“鏜孔師”，以表示對這種有特別技能的人的尊敬。但是，隨著加工中心（Machining center）的普及，現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進行編程、按扭操作等。正因為這樣，就需要有更簡單、更方便、更精密的刀具來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
這里主要從工具技術(shù)的角度來分析加工中心的鏜孔加工。
1. 加工中心鏜孔加工的特點
1.1工具轉(zhuǎn)動
與車床加工不同，加工中心加工時由于工具轉(zhuǎn)動，便不可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調(diào)節(jié)進刀量等。也不可能像數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑。這便成了*自動化加工的一個很大的障礙。也正因為加工中心不具有自動加工直徑調(diào)節(jié)機能（附有U軸機能的除外），就要求鏜刀必須具有微調(diào)機構(gòu)或自動補償機能，特別是在精鏜時根據(jù)公差要求有時必須實現(xiàn)微米級調(diào)節(jié)。
另外，加工中心鏜孔時由于切屑的流出方向在不斷改變，所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時難得多。特別是用立式加工中心進行鋼的盲孔粗鏜加工時，至今這個問題還未得到完*。
1.2顫振（Chatter）
鏜孔加工時常出現(xiàn)的、也是zui令人頭痛的問題是顫振。加工中心發(fā)生顫振的原因主要有以下幾點：
①工具系統(tǒng)的剛性（Rigidity）
包括刀柄、鏜桿、鏜頭以及中間連接部分的剛性。因為是懸臂加工（Stub Boring），所以特別是加工小孔、深孔及硬質(zhì)工件時，工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。
②工具系統(tǒng)的動平衡（Balance）
相對于工具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸心，工具自身如有一不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)動時因不平衡的離心力的作用而導致顫振的發(fā)生。特別是在高速加工時工具的動平衡性影響很大。
③工件自身或工件的固定剛性（Clamping Rigidity）
一些較小、較薄的工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夾具進行充分的固定。
④刀片的刀尖形狀（Geometry of Edge）
刀片的前角、后角、刀尖半徑、斷屑槽形狀不同，所產(chǎn)生的切削抗力也不同。
⑤切削條件（Cutting Condition）
包括切削速度、進給、進刀量以及給油方式及種類等。
⑥機器的主軸系統(tǒng)（Spindle）等
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。
2. 鏜刀的選擇基準
根據(jù)加工內(nèi)容的不同，鏜刀的選擇基準也不一樣。一般來說，應注意系統(tǒng)本身的剛性、動平衡性、柔性、可靠性、操作方便性及壽命和成本等。
2.1一體式（Solid）鏜刀與模塊式（Modular）鏜刀
傳統(tǒng)的一體式鏜刀主要用于產(chǎn)品的生產(chǎn)線或?qū)C上，但實際上機器的規(guī)格多種多樣，如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使規(guī)格一樣，大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使規(guī)格、大小都一樣，有可能拉釘形狀、螺紋也不一樣，或者法蘭面形狀不一樣。這些都使得一體式鏜刀在對應上遇到很大的困難。特別是近些年來，市場結(jié)構(gòu)、市場需要日新月異，產(chǎn)品周期日益縮短，這就要求加工機械以及加工工具具有更充分的柔性（Suppleness）。所以一體式鏜刀大多數(shù)已從工場中消失。
模塊式鏜刀即是將鏜刀分為：基礎柄（Basic Holder）、延長器（Extension）、減徑器（Reduction）、鏜桿、鏜頭（Boring Head）、刀片座（Insert Holder）、刀片（Insert）、倒角環(huán)等多個部分，然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容（粗鏜、精鏜；孔的直徑、深度、形狀；工件材料等等）進行自由組合。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量，降低了成本，也可以迅速對應各種加工要求，并延長刀具整體的壽命。
模塊式鏜刀zui先出現(xiàn)在歐洲市場，大約20年前日本大昭和精機株式會社（BIG）與瑞士KAISER公司進行技術(shù)合作，BIG-KAISER模塊式鏜刀出現(xiàn)在日本市場，并逐漸取代了一體式鏜刀的地位。如今日本的機械加工工場里80%以上都是使用的BIG-KAISER模塊式鏜刀。
由此可見，模塊式鏜刀具有一體式鏜刀*的優(yōu)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。
2.2各種各樣的模塊式鏜刀
現(xiàn)在市場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。
①BIG-KAISER方式：它只要靠一顆錐度為15°的錐形螺釘來連接，固定時也只需要一支六角小扳手，操作非常方便。由于螺孔與被連接體的錐孔間有一定的偏心，當旋緊螺釘時依靠錐面的作用，將旋緊力的絕大部分轉(zhuǎn)化為軸向的拉力，使被連接的兩部分貼緊，而保持徑向位置不變。固定螺釘用高剪斷強度材料制成，可承受較大的扭矩，并且粗鏜時設有加強拴。
②側(cè)固式：顯而易見，這種連接方式僅僅是達到固定的目的。它的旋緊力的絕大部分都向著徑向。不但連接體的端面不能密接，徑向位置也會發(fā)生變化。
③旋入式：雖然端面得到連接，但刀尖在圓周上的相位會發(fā)生變化。
④后部拉緊式：端面的連接和跳動都較好，但操作性很差。
⑤其它方式：包括側(cè)面90°兩點固定方式；側(cè)面180°兩點傾斜固定方式；ABS方式等等。
總而言之，模塊式鏜刀系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢，但并不是說只要是模塊式就好。必須從連接剛性、精度、操作性、價格等多方面來衡量。