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加工中心鏜孔加工的刀具技術

 所謂鏜孔(kǒng)加工(Boring)是指(zhǐ)將工件上原有的孔進行擴大或精化(huà)。它的特征是修正孔的偏(piān)心、獲得精確的孔的(de)位置,取得高精度的圓度(dù)、圓柱度和表麵光潔度。所以,鏜孔加工作為一種高精(jīng)度加工方法往往被使用在最後工序上。例如,各種機器的軸承孔以及各種發動機的箱體、箱蓋的加工等。      與其它機械加工相比,鏜孔加工屬於一種較難(nán)的加工(gōng)。它隻靠調節一枚刀(dāo)片(或刀片座(zuò))要加工出H7H6這樣的微米級的孔。以前,人們曾將從事這(zhè)種加工的人稱為“鏜(táng)孔師”,以表示對這(zhè)種有特別技能的人(rén)的尊敬。但是,隨(suí)著加工中心(Machining center)的普(pǔ)及,現在的鏜孔加工(gōng)隻需要進行編程、按扭操作等。正因為這樣,就需要有(yǒu)更簡單、更方便、更精密的刀具來保證產品的質量。 

    這裏主(zhǔ)要從(cóng)工具技術的角度來分析加工中心的鏜孔加(jiā)工。    

  1. 加工中(zhōng)心鏜孔加工的特點 

    1.1工具轉動 

    與車床加工不同,加工(gōng)中心加工時由於(yú)工具轉動,便不可(kě)能在加工中及時掌握刀尖的情況來調節進刀量等。也不可能像數控(kòng)車床那樣可以隻調節數控按扭就可以改變加工直徑。這便成了(le)完全自動化加工的一個很大的障礙。也正因(yīn)為加工中心不具有自動加工直徑調節(jiē)機能(附有U軸機能的除外),就要求鏜刀必須具有微調機構或自動補償機(jī)能,特別是(shì)在精(jīng)鏜時(shí)根據公差要求有時必須實現(xiàn)微米級調節(jiē)。 

    另外(wài),加工(gōng)中心鏜孔時由於切屑的流出方(fāng)向在不斷改變,所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的(de)排出都(dōu)要比車床加工時難得多。特別是用立(lì)式加工中心(xīn)進行鋼的盲孔粗鏜加工時,至今這個問題還未得到完全解決。 

    1.2顫(chàn)振(Chatter 

    鏜孔加(jiā)工時常出現的、也是最令人頭痛的問題是顫振。加工中心發生顫振的原因主要有以下幾點(diǎn): 

    ①工具係統的剛性(Rigidity 

    包括刀柄、鏜(táng)杆、鏜頭以及中間連(lián)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,工具係(xì)統的(de)剛性尤為重要。 

    ②工具係統的動平衡(héng)(Balance 

    相(xiàng)對於(yú)工具係統的轉動軸心,工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顫振的發生。特別是(shì)在高速加工時工具的動平衡性影響(xiǎng)很大。 

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

    一些(xiē)較小、較薄(báo)的工件由於其自身的剛性不足(zú),或由於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、後角、刀尖半徑、斷屑槽形狀不同,所產生的切削抗力也不同。 

    ⑤切削條件(jiàn)(Cutting Condition 

    包括切削速度、進給、進刀量以及給油方(fāng)式及種類等。 

    ⑥機器的主軸係統(Spindle)等 

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

    2. 鏜(táng)刀的選擇基準(zhǔn) 

    根據加工內容的不同,鏜刀的選(xuǎn)擇基準也不一樣。一般來說,應注意係統本身的剛性(xìng)、動平衡性、柔性(xìng)、可靠性(xìng)、操作方便性及壽命和成本等。

    2.1一(yī)體式(shì)(Solid)鏜刀與(yǔ)模塊式(Modular)鏜刀 

    傳統的一體式鏜刀主要用於產品的生產(chǎn)線或專機上,但實際上機器的規格多(duō)種(zhǒng)多樣,如NTMTBTIVCVDV等等。即使規格一樣,大小也(yě)有不同。如BT153040455060等等。即(jí)使規格、大小都一樣,有可能拉釘形狀、螺紋也不一樣,或者法蘭麵形狀不一樣。這些都使得一體(tǐ)式鏜刀在對應(yīng)上遇到很大的困難。特別是近些年來,市場結構、市場需要日新月異,產品周期日益縮短,這(zhè)就要求加工機械以及加工工具(jù)具有更充分的柔性(Suppleness)。所以一體式鏜(táng)刀大多數已從工場中消(xiāo)失。 

    模塊(kuài)式鏜刀即是將鏜刀分為:基礎柄(Basic Holder)、延長器(Extension)、減徑(jìng)器(Reduction)、鏜杆、鏜頭(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、倒角環等多個部分,然後(hòu)根據具體(tǐ)的加工內容(粗鏜、精鏜(táng);孔的直徑、深度、形狀;工件材料等等)進行(háng)自由(yóu)組合。這樣不但大大地減少了刀(dāo)柄的數量,降低了(le)成本,也可以(yǐ)迅速對應各種加工要求,並延長刀具整體的壽命。 

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