分析加工中心的鏜孔加工技術(shù)

 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，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(diǎn)  



    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(jìn)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。這便成了完全自動化加工的一個很大的障礙。也正因?yàn)榧庸ぶ行牟痪哂凶詣蛹庸ぶ睆秸{(diào)節(jié)機(jī)能（附有U軸機(jī)能的除外），就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動補(bǔ)償機(jī)能，特別是在精鏜時根據(jù)公差要求有時必須實(shí)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(jìn)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顫振（Chatter）  

    鏜孔加工時常出現(xiàn)的、也是最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(diǎn)：  

    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?yàn)槭菓冶奂庸ぃ⊿tub 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(dǎo)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(jìn)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(jìn)給、進(jìn)刀量以及給油方式及種類等。  

    ⑥機(jī)器的主軸系統(tǒng)（Spindle）等  

    機(jī)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(zhǔn) 

 

    根據(jù)加工內(nèi)容的不同，鏜刀的選擇基準(zhǔn)也不一樣。一般來說，應(yīng)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)�機(jī)上，但實(shí)際上機(jī)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(yīng)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(jī)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(chǔ)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(jìn)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(yīng)各種加工要求，并延長刀具整體的壽命。  

    模塊式鏜刀最先出現(xiàn)在歐洲市場，大約20年前日本大昭和精機(jī)株式會社（BIG）與瑞士KAISER公司進(jìn)行技術(shù)合作，BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現(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(jī)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無法比擬的優(yōu)勢。當(dāng)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(fù)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(dāng)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(qiáng)度材料制成，可承受較大的扭矩，并且粗鏜時設(shè)有加強(qiáng)拴。   

    ②側(cè)固式：顯而易見，這種連接方式僅僅是達(dá)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(diǎn)固定方式；側(cè)面180°兩點(diǎn)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。