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简单的刀具构想实现精密铰孔加工

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:40:20

在设计工业仪表时，为了使元件准确地到达所需位置，应用调整装置是通常使用的方法。但是否具有调整可能性，还取决于在制作相应零部件时可达到的精度。

在使用精密刀具的时候，其调整则主要集中在切削和夹紧时。在切削期间，其底板的加工误差和更换切削元件的误差可通过调整予以补偿。而在夹紧的时候，则通过循环中的调整来补偿机床主轴与刀具系统的径向振摆和角向误差。在研发工作中，如对切削部位HSK的设计必须达到在进行简单的主轴刀具更换时能满足普遍要求的功能，仅在外伸长度和公差有特殊要求时需要作一些适应性调整。在做此种调整时所有的消耗应保持在一定范围内，因为一般仅在该系统安装时才会有类似的调整。

在可调整的切削时，可以观察到不同的现象。当调整工作经常与机床中相应的测量过程发生关联，并且由此引起停车和生产中断时，调整就成为一种特殊干扰。现代的刀具构想和刀具更换装置的设计，必须设法达到运用简便的目的，使机床最终能改善经济效能、提高生产率。

精密铰孔加工的新构想

铰削是一种应用广泛的传统工艺方法，是为了在金属材料中达到精密铰孔的目的。在已加工的孔中达到相对微小的切削深度和一定的精确度，是这种切削刀具的2个主要任务。多切削刃铰刀在很长时间内曾是采用这种工艺方法的唯一刀具。在铰削刀具的发展进程中，Mapal公司的切入式铰刀的使用被认为是具有里程碑意义的改革。在切屑的分离和导向，以及对于可达到的精度范围和明显更高的切削速度而言，带来了更大的优越性。此外，这种刀具的切削刃也可由使用者自行更换和作精确调整，省去了磨削过程所需后勤服务的消耗。

但是，从使用者的角度出发，能作人工调节当然是可调整切削刃的优点，而在某些时候必须调整切削刃也是一种小小的遗憾。传统的多切削刃铰刀的功率性能和匹配性能经常受到限制，这是因为虽然人们不必非要调整它，但是该种刀具也不提供调整的功能。现在，新型的切入式铰刀为这种固定搭配存在的缺点提供了解决方法。人们可以对这种新型铰刀进行调整，但这并不意味着必须调整。通过简单更换和夹紧切削刃的方法，就可复现处于较高和较稳定精度内的插接刀具和回转台，从而加工出毫米级精度的孔。

除了较高的元件精度之外，与这种新的要求相适应的整个系统配置也是必需的。为了把至今通用的2 种调整任务减少到1种，需要在全部基础上准确地安置回转台。使用回转台进行几个毫米的再调整，就能绝对精确地调整所需的铰孔直径。为此所需的时间消耗远远低于至今仍使用2种调整所需的时间，因为省去了前后调整螺丝之间的多次分步调整。在多道加工工序下，甚至不再需要调整这种新型刀具中的回转台，就能达到既定允许公差的要求。如果是进行几个毫米精度的切削加工，借助于倾斜插入的夹紧缺口，可以使刀具可靠地夹持。

更换替代再磨削

解决此种矛盾的另一种设计是多切削刃铰刀。在此，首先瞄准能简便而准确地更换切削刃的部分，刀头装配装置(HFS)涉及精度、稳定性和多种运用，给予优先考虑。为了进一步提高在很窄公差范围内加工的多切削刃铰刀的经济性，研发了用于更换刀头装置的伸缩式铰刀。特别是在应用像PKD或者PKB一类昂贵切削材料时，直径有再调整的可能性，提高了使用这种新型刀具时的切削过程安全性和经济性。例如，在使用PKD铸造切削刃或者PKB淬硬处理切削刃进行加工的这类情况时，能达到该种切削刃的最佳利用效果。此外，还可按照材料和其他条件，适配产品直径。

减少机床停车

正如已经提及的那样，在机床中进行调整工作是特别麻烦的过程，而且成本很高，因为调整时车床必须停车，造成生产停顿。加工气缸体中曲轴轴承孔的直线镗杆就是一个很典型的例子，在特种机床中所使用的这种镗杆大部分装备有多至2×7个切削刃，这些切削刃在机床中被精确地调整和固定，为切削刃的更换做好准备。同时要使用量规，以便能作毫米级精度调整。这种工序所消耗的时间按切削刃数量的不同而不同，每个切削刃约消耗2～3分钟。如果在带HFS更换装置夹具中更换切削刃就显得简便而快捷了。在机床外面一个简易辅助调整台上，调整切削刃装置在更换插件时恰好的高度，以便于更换。使用时间终了的时候，仅需更换插件，每个位置所需的更换时间约为30秒。

安全和节省的解决方案

借助于新型装置和继续研发加工技巧而获得的附加性能，特种刀具可以在试验台上得到许多新构想。一个典型的例子就是气缸盖中的阀座加工，这种阀座大多数与阀导套进行组合加工。阀座时而作冲孔加工，时而作车削加工，通常应用的是冲孔加工方法。使用的刀具大多数同时可以加工阀环处的三个棱角。该棱角的临界公差要确保密封性。至今，不仅是在底板座，还是在回转台上制作，都未能省略精度调整，调整方面的消耗无法替代。附带六角形HX精密切削刃的高精度制作的刀具带来了突破。借助于回转台的形状和特殊配置的夹紧装置，在简易的回转更换情况下，刀具的位置无需调整，就能保证重新准确地达到普通方式所需要的加工结果。这种新型装置的紧凑结构也带来其它的优越性。借助于以回转台少量结构部件和快速置入可获取的更高稳定性，使之与可调整刀具相比提高了耐用时间。此外，很少的占用空间也非常重要，可在尺寸较小的情况下考虑结构部件。如果这种阀座加工刀具与附带HFS更换装置的单刃或多切削刃结构型式的阀导套加工刀具结合起来使用，那么会产生高精密加工刀具，能作为不仅加工过程安全且成本低廉的另一种解决方法投入使用。通常找到最简便的解决方法是困难的。新的简便刀具构想表明，有可能使大部分的消耗减少以及部分复杂的过程简化。

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