所謂鏜孔加工(Boring)是指將工件上原有的孔進行(háng)擴大或精化。它的特征是修正孔的偏心、獲得精確的孔的位置,取得高精度的圓度、圓柱度和表麵光潔度。所以,鏜孔加工作為一種(zhǒng)高精度加工(gōng)方法往往被使(shǐ)用在最(zuì)後工序上。例如,各種機器的軸承孔以及各種發動機的箱體、箱蓋的(de)加工等。 與其它機械加工相比,鏜孔加(jiā)工屬(shǔ)於一種較難的加工。它隻靠調節一枚刀片(或刀片座)要加工(gōng)出H7、H6這(zhè)樣的微米級的孔。以前,人(rén)們曾將從(cóng)事這種加工的人稱為“鏜孔師”,以表示對這種有特別技(jì)能的人的尊敬。但是(shì),隨著加工中心(Machining center)的普及,現在的鏜孔加工隻需要進(jìn)行編程、按扭操(cāo)作等。正因為這樣,就需要有更簡單、更方(fāng)便(biàn)、更精(jīng)密的刀具來保證產品(pǐn)的質量。
這(zhè)裏主要從工具技術的角度來分析加工中心(xīn)的鏜孔加工。
1. 加工中心鏜孔加工的特點
1.1工具轉動
與車床加(jiā)工不同,加工中心加工時由於工具轉動,便不(bú)可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調節(jiē)進刀(dāo)量等。也不可能像數控車床那樣(yàng)可以隻調節數控按扭就可以改變加工直徑。這便成了(le)完全自動化加工(gōng)的一個很大的障礙。也正因為加(jiā)工中心不具有自動加工直徑調節機能(附有U軸(zhóu)機能的除外),就要(yào)求鏜刀(dāo)必須具有(yǒu)微(wēi)調機構或自動補償機能,特別是在精鏜時根據公差要求有(yǒu)時必須實現微米級調節。
另外,加工中心鏜孔時由於切屑的流(liú)出方向在不斷改變,所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的(de)排出都要比車床加工時難得多。特(tè)別是用立式(shì)加工中心進行鋼的盲孔粗鏜加工時,至今這個(gè)問題還未得到完全解決(jué)。
1.2顫振(Chatter)
鏜孔加工時常出現的、也(yě)是最令人頭痛的問題是顫振。加工中心發生顫(chàn)振的原因主要有以下幾點:
①工具係(xì)統的剛性(Rigidity)
包括刀柄、鏜(táng)杆、鏜(táng)頭以及中間連(lián)接部(bù)分的剛性。因為是懸臂加工(Stub Boring),所以特別(bié)是加工小孔、深孔及硬質工件時,工具係統的剛性尤為重要。
②工具係(xì)統的動平衡(Balance)
相對(duì)於工具係統(tǒng)的轉動軸心,工具自身如有一不平衡質量,在轉動時因不(bú)平衡的離心力的作用而導致顫振的發生。特別(bié)是在高速加工(gōng)時工具(jù)的動平衡性影響很(hěn)大。
③工件自身或工件的固定(dìng)剛性(Clamping Rigidity)
一些較小、較薄的工件由於其(qí)自身的剛性(xìng)不足,或由於工件形狀等原因無法使用合理(lǐ)的夾具進行(háng)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、斷屑槽形狀不同(tóng),所產生的切削抗力也不同。
⑤切削條件(Cutting Condition)
包括切(qiē)削速度、進給、進刀量以及給油方式及種類等。
⑥機器的主軸(zhóu)係統(Spindle)等
機器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及(jí)主軸和(hé)刀柄之間的連接剛性。
2. 鏜(táng)刀的選擇基準
根據加工內容的不同,鏜刀的(de)選(xuǎn)擇(zé)基準也不一樣。一(yī)般來說,應注意係統本身的剛性、動平衡性、柔性、可靠(kào)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於(yú)產品的生產線(xiàn)或專機上,但實際上機器的規格多種(zhǒng)多樣,如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使規格一樣,大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使規格、大小都一(yī)樣,有可能拉釘形狀、螺(luó)紋也不一(yī)樣,或者法蘭麵形狀不一樣。這些都使得一體(tǐ)式鏜刀在對應上(shàng)遇到很(hěn)大的困難。特別是近些年來,市場結構(gòu)、市場需要日新月異,產(chǎn)品周期日益(yì)縮短,這就要求加工機械以及加工工具具有更充分的(de)柔性(Suppleness)。所以一體式鏜刀大多數已從工場中消失。
模塊式鏜(táng)刀即是將鏜刀分為:基(jī)礎柄(Basic Holder)、延長器(Extension)、減徑器(Reduction)、鏜杆、鏜頭(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、倒(dǎo)角(jiǎo)環等多個部分,然後(hòu)根據(jù)具(jù)體的加工內容(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(zǔ)合。這樣不但大大地(dì)減(jiǎn)少了刀柄的(de)數量,降低了成本,也可以迅速對應各種加工要求,並延長刀具整體的壽命。