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镗孔加工属于一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片（或刀片座）要加工出H7、H6这样的微米级的孔，里主要从工具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。 $ M1 v1 k4 L0 \8 v
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: |- k; Q( ?; z* u5 x# x 1. 加工中心镗孔加工的特点 - |0 s4 ~# e; ~) g( i
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1.1工具转动
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; r9 q; m& a% x! c& x5 | 与车床加工不同，加工中心加工时由于工具转动，便不可能在加工中及时掌握刀尖的情况来调节进刀量等。也不可能像数控车床那样可以只调节数控按扭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。也正因为加工中心不具有自动加工直径调节机能（附有U轴机能的除外），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实现微米级调节。
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另外，加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断改变，所以刀尖、工件的冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难得多。特别是用立式加工中心进行钢的盲孔粗镗加工时，至今这个问题还未得到完全解决。 9 Q! Z. q. i4 P$ L* I
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1.2颤振（Chatter）
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, F& Z/ s! R- |3 q! z+ L' I! T 镗孔加工时常出现的、也是最令人头痛的问题是颤振。加工中心发生颤振的原因主要有以下几点：
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1 p+ R a( H ]# V% x' G% U" g8 U ①工具系统的刚性（Rigidity） 5 x& o6 r' @# ]* j
; I9 p, G4 ^" X# `# _& ]9 H 包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工（Stub Boring），所以特别是加工小孔、深孔及硬质工件时，工具系统的刚性尤为重要。 ) Q9 s, X( S; V9 ?
; Y; U! _$ \/ d+ C4 V- _ ②工具系统的动平衡（Balance） ; t' s5 d# T( U) z' s
! o5 ?, G: M ^ 相对于工具系统的转动轴心，工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颤振的发生。特别是在高速加工时工具的动平衡性影响很大。 1 n/ H* v b5 w) j. F, V
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③工件自身或工件的固定刚性（Clamping Rigidity）
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一些较小、较薄的工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夹具进行充分的固定。 ; l$ r4 _" r9 p( k" P' `
% u7 w/ I( _! ~" u! _ ④刀片的刀尖形状（Geometry of Edge）
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刀片的前角、后角、刀尖半径、断屑槽形状不同，所产生的切削抗力也不同。 / t( [7 |6 o3 c$ ~: K3 k7 ]( I
8 C6 ?( K! U ?; _ ⑤切削条件（Cutting Condition） 5 B% [# f9 h1 e" x
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包括切削速度、进给、进刀量以及给油方式及种类等。 & u5 g4 w; m) N m
5 ~4 B2 c! c! g- e* n( R ⑥机器的主轴系统（Spindle）等
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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。
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2. 镗刀的选择基准 0 h7 a3 w7 u$ U" H: v3 \4 E
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) |: S% B7 W, Z8 X) O, x$ z$ P 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、可靠性、操作方便性及寿命和成本等。
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2.1一体式（Solid）镗刀与模块式（Modular）镗刀
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传统的一体式镗刀主要用于产品的生产线或专机上，但实际上机器的规格多种多样，如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使规格一样，大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使规格、大小都一样，有可能拉钉形状、螺纹也不一样，或者法兰面形状不一样。这些都使得一体式镗刀在对应上遇到很大的困难。特别是近些年来，市场结构、市场需要日新月异，产品周期日益缩短，这就要求加工机械以及加工工具具有更充分的柔性（Suppleness）。所以一体式镗刀大多数已从工场中消失。 " G7 h- e! w$ I1 }4 C0 [0 j
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模块式镗刀即是将镗刀分为：基础柄（Basic Holder）、延长器（Extension）、减径器（Reduction）、镗杆、镗头（Boring Head）、刀片座（Insert Holder）、刀片（Insert）、倒角环等多个部分，然后根据具体的加工内容（粗镗、精镗；孔的直径、深度、形状；工件材料等等）进行自由组合。这样不但大大地减少了刀柄的数量，降低了成本，也可以迅速对应各种加工要求，并延长刀具整体的寿命。 6 ~& l' V) N, w& x: l
$ W, M; ?* o' x# U6 ], ? 模块式镗刀最先出现在欧洲市场，大约20年前日本大昭和精机株式会社（BIG）与瑞士KAISER公司进行技术合作，BIG-KAISER模块式镗刀首次出现在日本市场，并逐渐取代了一体式镗刀的地位。如今日本的机械加工工场里80%以上都是使用的BIG-KAISER模块式镗刀。 1 ]: p& j5 h( J" O$ D3 [
3 i" @" X" W( _, q5 E. l 由此可见，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。 h9 p! ^% `% C, `+ k
2 q2 h1 ~* e3 |0 g. N 2.2各种各样的模块式镗刀 + O( B1 E; S L# _" R$ _
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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。
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' e( F# o& ~9 J: w1 Q8 ]# s0 u ①BIG-KAISER方式：它只要靠一颗锥度为15°的锥形螺钉来连接，固定时也只需要一支六角小扳手，操作非常方便。由于螺孔与被连接体的锥孔间有一定的偏心，当旋紧螺钉时依靠锥面的作用，将旋紧力的绝大部分转化为轴向的拉力，使被连接的两部分贴紧，而保持径向位置不变。固定螺钉用高剪断强度材料制成，可承受较大的扭矩，并且粗镗时设有加强拴。 * {8 Y# c7 f- q7 p* e0 ?5 d
9 X: u, y; _( k: c* I9 N ②侧固式：显而易见，这种连接方式仅仅是达到固定的目的。它的旋紧力的绝大部分都向着径向。不但连接体的端面不能密接，径向位置也会发生变化。 3 j8 P& |2 j- v
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③旋入式：虽然端面得到连接，但刀尖在圆周上的相位会发生变化。
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④后部拉紧式：端面的连接和跳动都较好，但操作性很差。
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⑤其它方式：包括侧面90°两点固定方式；侧面180°两点倾斜固定方式；ABS方式等等。 ( q$ c2 c% N1 C
; k( j$ U$ u/ ]( z- J 总而言之，模块式镗刀系统具有很大的优势，但并不是说只要是模块式就好。必须从连接刚性、精度、操作性、价格等多方面来衡量。 |
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发表于 2008-8-6 10:01:15
