镗孔刀具技术的应用及如何控制工序产品质量

　　摘要:　在机械零件加工作业中,镗孔加工中所占比例相当大，高效率镗孔加工对于促使零部件生产合理化是不可或缺的重要工艺过程。实现高精度和高速化对刀具技术的应用有很大关系，它可以极大的提高劳动生产率。刀具是机械制造中用于切削加工的工具。又称切削工具。孔加工工具。包括钻头，扩孔钻，镗刀角刀和内表面拉刀等，而镗刀在镗刀是主要刀具，合理选用镗刀刀具的应用，又对镗孔加工的精度等有很大关系。

　　关键词：加工中心上镗孔加工的特点、刀具的选择基准、数控加工切削用量的确定

　　本文源自《科学与技术》 2021年08期

　　所谓镗孔加工就是指将工件上原有的孔进行扩大或者精化。

　　随着加工中心的普及，现在的镗孔加工，只需要进行编程按钮操作等，正因为这样，就需要有更简单更方便更精密的刀具来保障产品的质量，主要从刀具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。

　　一、加工中心上镗孔加工的特点

　　1、刀具转动

　　和车床加工不同，加工中心加工时由于刀具转动，

　　便不可能在加工中及时掌握刀尖儿的情况来调节进刀量等。也不可可能像数控车床那样，可以只调节数控按钮，就可以改变加工直径，这便成了完全自动化加工的一个很大的障碍，也正因为这样，所以就要求镗刀必须具有微调机构或自动补偿机能，特别是在精镗时，根据公差要求有时必须在微米级调节。如图所示

　　另外加工中心镗孔时，由于切屑的流向方向在不断的改变，所以刀尖、工件刀冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难的多。

　　二、刀具刀震颤

　　镗孔加工时最常出现的也是最令人头疼的问题是震颤。在加工中心上发生颤振的原因主要有以下几点。

　　工具系统的刚性，包括刀杆，镗杆以及中间连接部的刚性如图所示。因为是悬臂加工所以特别是小孔生恐以及硬质工件的加工时工具系统的刚性尤为重要。

　　刀具系统的动平衡相对于刀具系统的转动轴心，刀具自身如有一不平衡质量，在转动时因不平衡的离心力的作用而导致震颤的发生，特别是在高速加工时，刀具的动平衡性所产生的影响很大。

　　3、工件自身或工件的固定刚性。像一些较小较薄的部件，由于其自身的刚性不足或由于工件形状等原因，无法使用合理的家具，进行充分的固定。

　　4、切削条件包括切削速度，进给量，进刀量以及给切削油方式及种类的。

　　5、机器的主轴系统：机器主轴自身的刚性，轴承及齿轮的性能，以及主轴和刀柄之间的连接刚性。

　　三、刀具的装卡

　　在镗削孔时，最重要的是在加工中心上正确装卡刀具。将影响刀具的加工性能，为此建议刀具安装应略高于中心高(应尽可能接近中心高)。这样可使刀具相对于工件的法向后角增大，切削条件得到改善，如果加工时产生振动，刀尖会向下和向中心偏移，从而趋向接近理想中心高。刀具也轻微的退出。减少削伤工件的可能性。此外，刀具前角也将减小，这样可稳定工作压力，如果前角减小到零度，就会产生太大的工作压力，导致刀具失效。

　　四、刀具的选择基准

　　根据加工内容的不同，镗刀的选择基准也不一样，一般来说应注意系统本身的刚性，动平衡性，柔性，信赖性，操作方便性及寿命和成本。

　　一体式镗刀

　　一体式镗刀主要用在批量产品的生命生产线或专用机上。但实际上机器的规格有多种多样，即使规格一样，大小也有不同，即使规格大小都一样，也可能拉丁形状螺纹不一样，或者法兰面形状不一样，这些都是一体式镗刀，在对应上遇到很大困难，特别是近些年来市场结构市场需求预示音乐一产品周期日益缩短，这就要求加工机器以及加工刀具具有更充分的柔性，但考虑到经济因素等和其他原因，议题是躺倒在很多工厂，还有很大的应用余地。

　　模块式镗刀

　　现在市场上存在着各种各样的模块式镗刀系统，它们的连接方式各有区别。诸如：BIG-KAISER方式：他只要靠一颗锥度为15度的锥形螺丝来连接。固定时也只需要一只六角小扳手，操作非常方便，由于螺孔与背连接体的椎孔间有一定的偏心，当旋转螺丝时依靠锥面的作用，将旋紧力的绝大部分转化为轴向的拉力，使被连接的两部分紧贴而保持径像位置不变。

　　侧固式：这种连接方式仅仅是达到固定的目的，它刀旋紧力绝大部分都向着径向，不但连接体的断面不能密接，径向位置也会发生变化;

　　旋入式：虽然断面得到连接，但刀尖儿在圆周上的相位会发生变化;

　　后部拉紧式：断面的连接和跳动都比较好，但操作性很差;

　　其他方式：侧面90度两点固定方式，侧面180度，两点倾斜固定方式，abs方式等等。

　　显而易见，模块式镗刀具有一体式镗刀无法比拟的优势，当然这也需要模块式镗刀，具有高连接精度和高连接刚性以及高重复精度和高度的信赖性。

　　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的，应根据机床的加工能力，工件材料的性能，加工工序，提取用量以及其他相关因素，正确选择刀具和刀柄刀具选择总的原则是安装调整方便刚性好，耐用度和精度好，在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的高度。

　　五、数控加工切削用量的确定

　　合理选择且选用量的原则是初加工时一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，半精加工和精加工时应在保证加工质量的前提下，兼顾且效率经济性和加工成本，具体数值应根据机床说明书，且需用到手册并结合经验而定。

　　1、切削深度t，在机床工件和刀具刚度允许的情况下就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工数控机床的精加工余量可略小于普通机床

　　2、切削宽度L,一般L与刀具直径d成正比，一切深度成反比，经济型数控加工中,一般L的取值范围为:L=(0.6~0/9)d.

　　3、提高切速度v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切.随着v的增大刀具，耐用度急剧下降，故v的选。

　　4、主轴转速n(r/min)

　　除特殊情况外，机床主轴转速的确定方法与普通机床加工时的方法一样，可以用下列公式进行计算。

　　n =1000u/

　　确定主轴转数时，首先需要确定加工时允许的情绪速度，极限速度，该速度值可由技术手册查出，再根据经验修正。

　　5、进给速度vF

　　进给速度主要是指在单位时间内刀具沿进给方向移动的距离。用表示除少数机床外绝大多数数控切削机床都规定其进给速度单位为。

　　六、实例

　　加工工艺:由于毛坯已经有铸造孔，所以我们只要粗镗孔，精镗孔即可，零件上110mm的底平面为定位基准,孔中心距35mm由预调工艺保障，一次性压粗镗、精镗两同轴孔。

　　1、35粗镗刀

　　2、35精镗刀

　　3、45平底粗镗刀

　　4、45平底精镗刀

　　(3) 测量尺寸

　　根据测量的结果，按照孔的精度要求通过躺到的简介器来调节刀片刀尖的位置，再进行精加工，最终能符合公差的精度要求，从上面这个简单的例子中，我们可以看出工件的名称材料加工孔的直径深度决定着用什么样的样式和什么样的材料的躺倒，不同的躺倒对于应不同的材料要求，最终目的是能烫出高质量高精度的成品件。

　　结论，随着新产品、新技术的引进，给旧的生产格局带来很大冲击。新产品的投产，技术要求高，质量要求严，给操作人员的操作技能也带来很高的要求。高端的产品不仅需要精尖的设计，同时需要更多的能工巧匠去制造。企业在注重引进和培养高学了人才的同时，更要高度关注对技术工人的培养，没有优秀的技术工人，没有拔尖的能工巧匠，企业同样生产不出高精尖的产品，再先进的设备，也发挥不出它的优势。而明白加工中心上镗孔加工的特点，从而选择合适的刀具及装夹方式，确定合理的加工用量，才能取得高精度的孔，从而达到提高产品质量的目的。