分析加工中心的鏜孔加工技術

sunshine1026

鏜孔加工屬于一種較難的加工。它只靠調節一枚刀片（或刀片座）要加工出H7、H6這樣的微米級的孔，里主要從工具技術的角度來分析加工中心的鏜孔加工。  


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$ p7 f& G  k$ R1 G0 a9 t    1. 加工中心鏜孔加工的特點   
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    1.1工具轉動   
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4 T( F/ i) G( e4 b! T6 G* a: D    與車床加工不同，加工中心加工時由于工具轉動，便不可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調節進刀量等。也不可能像數控車床那樣可以只調節數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。也正因為加工中心不具有自動加工直徑調節機能（附有U軸機能的除外），就要求鏜刀必須具有微調機構或自動補償機能，特別是在精鏜時根據公差要求有時必須實現微米級調節。   
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    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行鋼的盲孔粗鏜加工時，至今這個問題還未得到完全解決。   
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    1.2顫振（Chatter）   

    鏜孔加工時常出現的、也是最令人頭痛的問題是顫振。加工中心發生顫振的原因主要有以下幾點：   
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) T. V5 u% @! U    ①工具系統的剛性（Rigidity）   
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    包括刀柄、鏜桿、鏜頭以及中間連接部分的剛性。因為是懸臂加工（Stub Boring），所以特別是加工小孔、深孔及硬質工件時，工具系統的剛性尤為重要。   
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! W% Q/ U- S0 M! `0 R# q$ @    ②工具系統的動平衡（Balance）   
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    相對于工具系統的轉動軸心，工具自身如有一不平衡質量，在轉動時因不平衡的離心力的作用而導致顫振的發生。特別是在高速加工時工具的動平衡性影響很大。   

7 j  b4 E  ?/ b) F# |/ V0 l" S+ e; F    ③工件自身或工件的固定剛性（Clamping Rigidity）   
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* v5 p  D4 W7 E    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行充分的固定。   
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! \6 r# o: O; m: H( |1 v    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，所產生的切削抗力也不同。   
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2 Z: p4 D' r/ V* j0 b    ⑤切削條件（Cutting Condition）   

* j+ `+ R3 ?0 X    包括切削速度、進給、進刀量以及給油方式及種類等。   

/ }( _: v/ h6 R    ⑥機器的主軸系統（Spindle）等   

    機器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性。  
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0 B# v4 T" k9 r6 T. H8 U' j6 _. ?    2. 鏜刀的選擇基準  
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    根據加工內容的不同，鏜刀的選擇基準也不一樣。一般來說，應注意系統本身的剛性、動平衡性、柔性、可靠性、操作方便性及壽命和成本等。   

  d  H3 g$ C( A+ s* I' W- Q    2.1一體式（Solid）鏜刀與模塊式（Modular）鏜刀   

    傳統的一體式鏜刀主要用于產品的生產線或專機上，但實際上機器的規格多種多樣，如NT、MT、BT、IV、CV、DV等等。即使規格一樣，大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等等。即使規格、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上遇到很大的困難。特別是近些年來，市場結構、市場需要日新月異，產品周期日益縮短，這就要求加工機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已從工場中消失。   
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    模塊式鏜刀即是將鏜刀分為：基礎柄（Basic Holder）、延長器（Extension）、減徑器（Reduction）、鏜桿、鏜頭（Boring Head）、刀片座（Insert Holder）、刀片（Insert）、倒角環等多個部分，然后根據具體的加工內容（粗鏜、精鏜；孔的直徑、深度、形狀；工件材料等等）進行自由組合。這樣不但大大地減少了刀柄的數量，降低了成本，也可以迅速對應各種加工要求，并延長刀具整體的壽命。   
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    模塊式鏜刀最先出現在歐洲市場，大約20年前日本大昭和精機株式會社（BIG）與瑞士KAISER公司進行技術合作，BIG-KAISER模塊式鏜刀首次出現在日本市場，并逐漸取代了一體式鏜刀的地位。如今日本的機械加工工場里80%以上都是使用的BIG-KAISER模塊式鏜刀。   
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    由此可見，模塊式鏜刀具有一體式鏜刀無法比擬的優勢。當然，這也需要模塊式鏜刀具有高連接精度和高連接剛性，以及高重復精度和高度的信賴性。   

& a" B+ J0 S: D    2.2各種各樣的模塊式鏜刀   

    現在市場上存在著各種各樣的模塊式鏜刀系統，它們的連接方式各有區別。   

: P. y! R5 e- u" v0 V    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，當旋緊螺釘時依靠錐面的作用，將旋緊力的絕大部分轉化為軸向的拉力，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度材料制成，可承受較大的扭矩，并且粗鏜時設有加強拴。   
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    ②側固式：顯而易見，這種連接方式僅僅是達到固定的目的。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，徑向位置也會發生變化。   
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" t( \0 z; d/ l) K  s/ _8 f    ③旋入式：雖然端面得到連接，但刀尖在圓周上的相位會發生變化。   

    ④后部拉緊式：端面的連接和跳動都較好，但操作性很差。   

: h6 j& J: x; M8 q- k    ⑤其它方式：包括側面90°兩點固定方式；側面180°兩點傾斜固定方式；ABS方式等等。   
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    總而言之，模塊式鏜刀系統具有很大的優勢，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。

zhoushikai

閣下的理論知識很厲害嗎？不知道有沒有親自搞過？

13456

第一次接觸到

wd801008

謝謝樓主，學習學習。

小一克sheng

很不錯，有一點見識。

風塵浪子123

又學習了新東西，謝謝樓主

顏張華

好像沒那 么復雜吧,就是刀具旋轉加工了

joseph8779

For Modular Boring Bar System, I think only Sandvik Coromant Capto is the best, double contact design just like HSK system.

guxinlong321

謝謝樓主l

一湖青草

謝謝樓主l