鉆車(chē)刀在數(shù)控加工中應(yīng)用
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摘要：分析了鉆車(chē)刀在數(shù)控加工中的優(yōu)勢(shì)，就如何使用好該種刀具，總結(jié)出了一套應(yīng)用技巧，并針對(duì)不同的加工材料給出了鉆車(chē)刀應(yīng)用時(shí)的切削參數(shù)。通過(guò)與常規(guī)機(jī)械加工方式進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)用鉆車(chē)刀顯著提高了加工效率。
關(guān)鍵詞：鉆車(chē)刀；數(shù)控加工；應(yīng)用技巧
1序言
鉆車(chē)刀（見(jiàn)圖1）是一種高效率、復(fù)合多用途刀具，但在數(shù)控加工中，使用不當(dāng)會(huì)造成很多問(wèn)題，達(dá)不到使用效果。在機(jī)械加工中，有一個(gè)大家都無(wú)法回避的難題：工件形狀越復(fù)雜，加工刀具越多，換刀頻率就越高，導(dǎo)致工件加工時(shí)間增加。該難題已成為機(jī)械加工中提高生產(chǎn)效率的瓶頸問(wèn)題。隨著數(shù)控刀具技術(shù)的迅速發(fā)展，許多高速、高效的多功能刀具應(yīng)運(yùn)而生，鉆車(chē)刀就是一種結(jié)合了鉆削、車(chē)削特點(diǎn)的具有代表性的高效率、多功能刀具[1]。鉆車(chē)刀一改以往刀具功能單一的不足，1把刀具可同時(shí)完成端面車(chē)削、鉆孔、內(nèi)孔車(chē)削和外圓車(chē)削4種高精度、高效率的加工方式，大大減少了加工時(shí)選刀、換刀及編程的復(fù)雜程度，成為高效生產(chǎn)的“倍增器”。為了使鉆車(chē)刀這種多功能刀具在數(shù)控加工中得到廣泛推廣和應(yīng)用，最大限度地發(fā)揮鉆車(chē)刀和數(shù)控機(jī)床的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，筆者針對(duì)鉆車(chē)刀在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)出一套通用的鉆車(chē)刀使用技巧，顯著提高了加工效率。
2鉆車(chē)刀在數(shù)控加工中的優(yōu)勢(shì)
1）鉆車(chē)刀可同時(shí)完成端面車(chē)削、鉆孔、內(nèi)孔車(chē)削和外圓車(chē)削4種高精度、高效率的加工方式，1把刀可實(shí)現(xiàn)4把刀的功能，如圖2所示。2）鉆車(chē)刀在鉆削平底孔時(shí)，1把刀可以完成普通加工時(shí)需要中心鉆、鉆頭和平底鉆3把刀具才能完成的任務(wù)，并且可以保證底面與孔壁成90°垂直，無(wú)需再進(jìn)行補(bǔ)充加工。3）鉆車(chē)刀可實(shí)現(xiàn)多階梯孔的鉆削、車(chē)削，并能鏜孔、倒角及偏心鉆孔。4）鉆車(chē)刀可加工精度為±0.05μm、表面粗糙度值Ra＝1.6μm的孔，并可實(shí)現(xiàn)高進(jìn)給、高速度且高效率的切削。5）鉆車(chē)刀鉆削時(shí)切屑多為短屑，刀具自身的內(nèi)冷功能可形成高壓冷卻水流進(jìn)行安全排屑，無(wú)需清理刀具上的切屑，有利于產(chǎn)品加工的連續(xù)性，縮短加工時(shí)間。6）在標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)徑比加工條件下，使用鉆車(chē)刀加工孔時(shí)無(wú)需退屑。7）鉆車(chē)刀為可轉(zhuǎn)位單刃刀具，刀片磨損后無(wú)需刃磨，更換較方便，成本低廉。8）使用鉆車(chē)刀加工出的孔表面粗糙度值低，一般可達(dá)到Ra＝3.2μm，公差范圍小，可節(jié)省部分鏜刀的工作。9）鉆車(chē)刀的切削參數(shù)降低30%后，可實(shí)現(xiàn)斷續(xù)切削，如加工相交孔、相貫孔和相穿孔。10）使用鉆車(chē)刀技術(shù)不但能減少鉆削、車(chē)削刀具，而且因鉆車(chē)刀采用的是頭部鑲單刃硬質(zhì)合金刀片的方式，其切削壽命為普通鉆頭的15倍，同時(shí)，刀片上有4個(gè)切削刃，刀片磨損時(shí)可隨時(shí)更換切削刃進(jìn)行再切削，無(wú)需重新對(duì)刀，節(jié)省了大量磨削切削刃和更換刀具的時(shí)間，能平均提高生產(chǎn)效率6～7倍。
3鉆車(chē)刀在數(shù)控加工中的問(wèn)題
1）刀片損壞過(guò)快，刀具容易折斷，使加工成本增加。2）加工時(shí)發(fā)出刺耳的噪聲，切削狀態(tài)不正常。3）機(jī)床抖動(dòng)影響加工精度。4）鉆車(chē)刀在傾斜的表面上加工孔，容易造成刀具損壞。
4鉆車(chē)刀使用技巧
1）鉆車(chē)刀使用時(shí)對(duì)機(jī)床的剛性、轉(zhuǎn)速、刀具及工件的對(duì)中性要求較高，因此，鉆車(chē)刀適合在大功率、高剛性且高轉(zhuǎn)速的數(shù)控機(jī)床上使用。2）使用鉆車(chē)刀時(shí)，刀片應(yīng)選用韌性好、正前角的刀片。3）加工不同材料時(shí)，應(yīng)選用不同槽形的刀片，一般情況下，低進(jìn)給速度、公差小且鉆車(chē)刀長(zhǎng)徑比大時(shí)，選用切削力較小的槽形刀片；反之進(jìn)行粗加工、公差大且鉆車(chē)刀長(zhǎng)徑比小時(shí)，則選用切削力較大的槽形刀片[2]。4）使用鉆車(chē)刀時(shí)，一定要考慮機(jī)床主軸功率、鉆車(chē)刀裝夾穩(wěn)定性、切削液的壓力和流量，同時(shí)控制好鉆車(chē)刀的排屑效果，否則將在很大程度上影響孔的表面粗糙度和尺寸精度。5）裝夾鉆車(chē)刀時(shí)，一定要使鉆車(chē)刀中心與工件中心重合，誤差＜0.1mm，并使鉆車(chē)刀垂直于工件表面。6）鉆車(chē)刀調(diào)整中心高時(shí)，每次只需將鉆車(chē)刀旋轉(zhuǎn)180°（調(diào)整好中心的鉆車(chē)刀鉆出的底平面會(huì)有1個(gè)0.1mm的凸起）。7）使用鉆車(chē)刀時(shí)，要根據(jù)不同的零件材料，選擇合適的切削參數(shù)（見(jiàn)表1）[3]。8）鉆車(chē)刀試切削時(shí)，一定不要因?yàn)楹ε露S意減小進(jìn)給量或降低轉(zhuǎn)速，否則會(huì)使鉆車(chē)刀刀片破損或損壞刀體。9）使用鉆車(chē)刀加工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)應(yīng)的解決方法見(jiàn)表2。10）使用鉆車(chē)刀加工階梯孔時(shí)，一定要先加工大孔，再加工小孔。11）鉆車(chē)刀使用時(shí)注意切削液要有足夠的壓力（＞1000kPa），以便將切屑沖出。12）使用鉆車(chē)刀鉆孔時(shí)，可采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)以及刀具和工件同時(shí)旋轉(zhuǎn)的方式，但是當(dāng)?shù)毒咭跃€性進(jìn)給方式移動(dòng)時(shí)，最常采用工件旋轉(zhuǎn)方式。13）鉆車(chē)刀刀片切削刃需要與工件中心處重合，否則會(huì)造成刀具損壞過(guò)快，刀具容易折斷，加工成本增加。14）鉆車(chē)刀鉆通孔，在即將鉆通時(shí)，切記一定要降低進(jìn)給量（降低50%），以免造成刀片破損。
5結(jié)束語(yǔ)
采用以上鉆車(chē)刀的使用技巧，可有效解決使用鉆車(chē)刀進(jìn)行數(shù)控車(chē)削、銑削時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，能有效保證零件的加工質(zhì)量，零件的加工效率可提高20倍，使鉆車(chē)刀與數(shù)控機(jī)床能夠完美結(jié)合，更加有效地提高刀具與機(jī)床的使用效率，使數(shù)控機(jī)床最大限度地發(fā)揮出其效率高、精度高的優(yōu)勢(shì)。
作者:鄒峰 張?zhí)鹛?張偉 單位:湖北三江航天紅林探控有限公司