加工中心上镗孔加工的特点与镗刀的选择基准
- 发布时间：2013/9/4 22:42:08
- 浏览次数：1984
所谓镗孔加工（Boring）就是指将工件上原有的孔进行扩大或精化。它的特征是修正下孔的偏心、获得的孔的位置，取得高精度的圆度、圆柱度和表面光洁度。所以，镗孔加工作为一种高精度加工法往往被使用在zui后的工序上。例如，各种机器的轴承孔以及各种发动机的箱体、箱盖的加工等。
和其它机械加工相比，镗孔加工是属一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片（或刀片座）要加工出象H7、H6这样的微米级的孔。随着加工中心（Machining center）的普及，现在的镗孔加工只需进行编程、按扭操作等。正因为这样，就需要有更简单、更方便、更精密的刀具来保证产品的质量。这里主要从工具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。
2. 加工中心的镗孔加工的特点
2.1工具转动
和车床加工不同，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。也不可能象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*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在微米级调节。
另外，加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断地改变，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的多。特别是用纵型加工中心进行钢的盲孔粗镗加工时，至今这个问题还没得到完*。
2.2颤振（Chatter）
镗孔加工时zui常出现的、也是zui令人头疼问题是颤振。在加工中心上发生颤振的原因主要有以下几点：
①工具系统的刚性（Rigidity）：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）所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时，工具系统的刚性尤为重要。
②工具系统的动平衡（Balance）：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所产生影响很大。
③工件自身或工件的固定刚性（Clamping Rigidity）：象一些较小、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治具进行充分的固定。
④刀片的刀尖形状（Geometry of Edge）：刀片的前角、逃角、刀尖半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也不同。
⑤切削条件（Cutting Condition）：包括切削速度、进给、进刀量以及给油方式及种类等。
⑥机器的主轴系统（Spindle）等：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#hc360分页符#的连接刚性。
3. 镗刀的选择基准
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。
3.1一体式（Solid）镗刀与模块式（Modular）镗刀
古老的一体式镗刀主要用在量产品的生产线或机上，但实际上机器的规格有多种多样: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。
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#hc360分页符#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。
模块式镗刀zui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。
由此显而可见，模块式镗刀具有一体式镗刀*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。
3-2. 各种各样的模块式镗刀
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。
①BIG-KAISER方式
它只要靠一颗锥度为15°的锥形螺丝来连接，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，使被连接的两部分贴紧，而保持径向位置不变。
固定螺丝用高剪断强度材料制成，可承受较大扭矩，并且粗镗时设有加强拴。
②侧固式
显而已见，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旋入式
虽然面得到连接，但刀尖在圆周上的相位会发生变化。
④后部拉紧式
端面的连接和跳动都较好，但操作性很差。
⑤其它方式
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。
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。