加工中心镗孔的刀具技术的应用

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。

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。

2.刀具的颠振

镗孔加工时最常出现的、也是最令人头疼问题是颠振。在加工中心上发生颠振的原因主要有以下几点

1)工具系统的刚性：包括刀柄、镗杆、以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时，工具系统的刚性尤为重要。

2)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颠振的发生。特别是在高速加工时刀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：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夹具进行充分的固定。

4)刀片的刀尖形状：刀片的前角、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：包括切削速度、进给量、进刀量以及给切削油方式及种类等。

6)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。

3.刀具的装夹

在镗削孔时，最重要的是在加工中心上正确装夹刀具。在小孔镗削中，刀具的中心高是导致刀具失效的重要因素。如果刀具安装低于中心高，将影响刀具的加工性能。主要表现在：

1)切削刃相对于工件的主后角减小，导致刀具的后刀面与工件接触，使刀片与工件之间发生摩擦，当刀片旋转时，这种摩擦进一步会使刀尖发生偏离，导致刀具更深地切入工件。切削刃的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。

2)当刀具后角减小时，刀片相对于工件的前角也增大，从而引起刀具刮削工件，引起刀具振动并损坏刀具。这种情况在镗削小孔时更为严重。

为此建议刀具安装应略高于中心高(但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斜，从而接近理想的中心高。刀具也可轻微地退出，减小削伤工件的可能性。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0°，就会产生太大的工作压力，导致刀具失效。所以在镗孔时，应选取正前角的镗刀，在镗1mm的小孔时，镗杆的直径只有0.75mm左右，使刀具承受的切削力减小。

4.切屑的排出

在镗削孔时，切屑的有效排出至关重要。加工时，由于刀具在孔内，切削液很难到达切削刃，造成切屑排出困难，影响刀具寿命。为解决这一难题，一些刀具制造商开发出一种沿切削刃带冷却槽的刀片，使切削液直接流向切削刃，防止切屑堵塞和刀具损坏。

二、刀具的选择基准

由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，镗孔加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，镗孔刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料，以便能更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。