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加工中心鏜孔加工(gōng)的刀具技術

所謂鏜孔(kǒng)加工(Boring)是指將工件上原(yuán)有的孔進行擴大或精化。它的特征是修正孔的偏心、獲得精確的孔的位(wèi)置(zhì),取得高精度的圓度、圓柱(zhù)度(dù)和表麵光潔度。所以,鏜孔加工(gōng)作為一(yī)種高精度加工方法往往(wǎng)被(bèi)使用在(zài)最(zuì)後工序上。例如,各種機(jī)器的軸承孔以及各種發動機的箱體(tǐ)、箱蓋的加工等。      與其(qí)它機械加工(gōng)相比,鏜孔加工(gōng)屬於一種較難的加工。它(tā)隻靠調節一枚刀片(或刀片座(zuò))要加工出(chū)H7H6這樣(yàng)的微米級的孔。以前,人(rén)們曾將從事這種加工的人稱(chēng)為(wéi)“鏜(táng)孔師”,以(yǐ)表示對這種有特別技能的人的尊敬(jìng)。但是,隨著加工中心(Machining center)的普及,現在的鏜孔加(jiā)工(gōng)隻需要進行編程、按扭操作等。正因為這樣,就需要有更簡單(dān)、更方便、更精密的刀具來保證產品的質(zhì)量。 

    這裏主要從工具技術的角(jiǎo)度來分析加工中心的鏜孔加工。    

  1. 加工中(zhōng)心鏜孔加(jiā)工的特點 

    1.1工具轉動 

    與車床加工不同,加工中心加工時由(yóu)於工具轉動,便不可能在加工中(zhōng)及(jí)時掌握(wò)刀尖的情況來調節進刀(dāo)量等。也不可能像數控車(chē)床那樣可以隻調節數控(kòng)按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全(quán)自動化加工的一個很大(dà)的障礙。也正因為加工中心不具有自動加工(gōng)直徑調節機能(附有U軸機能的除外),就要求鏜刀必須具有微(wēi)調機構或自動補償機能,特別是在(zài)精鏜時根據公差要求有時必須實現(xiàn)微米級調節。 

    另外,加工(gōng)中(zhōng)心鏜孔時由(yóu)於切屑的流出方向在不(bú)斷改變,所(suǒ)以刀尖(jiān)、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(gāng)的盲孔粗鏜加工時,至今這個(gè)問題還未(wèi)得到完全解決。 

    1.2顫(chàn)振(Chatter 

    鏜孔加工時常出現的、也(yě)是最令人頭痛的(de)問題是顫振(zhèn)。加工(gōng)中心發生顫振的原因主要有以下幾點: 

    ①工具係統(tǒng)的剛性(Rigidity 

    包括刀柄、鏜杆、鏜(táng)頭以及中間連接部(bù)分的剛性。因為是(shì)懸臂加工(Stub Boring),所以特(tè)別是加工(gōng)小孔、深孔及硬質工件(jiàn)時(shí),工具(jù)係統的(de)剛性尤為重要(yào)。 

    ②工(gōng)具係統的動平衡(Balance 

    相對(duì)於工具係統的轉動軸心,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生。特別是在高速加工時(shí)工具(jù)的動平衡性(xìng)影響很大。 

    ③工件自身或工件(jiàn)的固定剛性(Clamping Rigidity 

    一些較小、較薄的工件由於其自身的剛性不足(zú),或由於(yú)工件形狀等原因無(wú)法使用合理的夾具進(jìn)行充分的固定。 

    ④刀片的刀尖形狀(Geometry of Edge 

    刀片的前角、後角、刀尖半徑、斷屑槽形狀(zhuàng)不同,所產生的切削抗力也(yě)不同。 

    ⑤切削條件(Cutting Condition 

    包括切(qiē)削速度、進給、進刀量以及給(gěi)油方式及種類等(děng)。 

    ⑥機器的主軸係統(Spindle)等 

    機器主(zhǔ)軸(zhóu)自身的剛性(xìng)、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性(xìng)。

    2. 鏜刀的選擇基準 

    根據加工內容的不同,鏜刀的選擇基準也不一(yī)樣。一般來說,應注意係統本身的剛(gāng)性、動平衡性(xìng)、柔性(xìng)、可靠性、操作方便性及壽命和(hé)成本等。

    2.1一體式(Solid)鏜刀與(yǔ)模塊式(Modular)鏜刀 

    傳統的一體式鏜刀主要用(yòng)於產品的生產(chǎn)線或專(zhuān)機上,但實際上機器的規格多種多樣,如NTMTBTIVCVDV等等。即使規格一樣,大(dà)小也有(yǒu)不同。如(rú)BT153040455060等等。即使規格、大小都一樣,有(yǒu)可能拉釘形狀、螺(luó)紋(wén)也不一樣,或者法蘭麵形狀不一樣。這些都使得一體式(shì)鏜刀在對應上遇到很大的(de)困難。特別(bié)是近些年來(lái),市場結(jié)構(gòu)、市(shì)場需要日(rì)新月異,產品周期日益縮(suō)短,這(zhè)就要求加工機械以及加工工具具有更(gèng)充分的柔性(Suppleness)。所以一體式鏜刀大多數已從工場中消失。 

    模塊式(shì)鏜刀(dāo)即是將鏜刀分為:基礎柄(Basic Holder)、延長器(Extension)、減徑器(Reduction)、鏜杆、鏜(táng)頭(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、倒角環等多(duō)個部(bù)分,然後根據具體的加工內容(róng)(粗鏜、精(jīng)鏜;孔的直徑、深度、形(xíng)狀;工件材料等等)進行自由組合。這樣不但大大地(dì)減少了刀(dāo)柄(bǐng)的數量,降低了成本,也可以迅速對應各(gè)種加(jiā)工要求,並延長刀具整體的壽命。 

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