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鉆車刀在數(shù)控加工中應(yīng)用

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鉆車刀在數(shù)控加工中應(yīng)用

摘要:分析了鉆車刀數(shù)控加工中的優(yōu)勢,就如何使用好該種刀具,總結(jié)出了一套應(yīng)用技巧,并針對不同的加工材料給出了鉆車刀應(yīng)用時的切削參數(shù)。通過與常規(guī)機(jī)械加工方式進(jìn)行對比,應(yīng)用鉆車刀顯著提高了加工效率。

關(guān)鍵詞:鉆車刀;數(shù)控加工;應(yīng)用技巧

1序言

鉆車刀(見圖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)會造成很多問題,達(dá)不到使用效果。在機(jī)械加工中,有一個大家都無法回避的難題: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,鉆車刀就是一種結(jié)合了鉆削、車削特點(diǎn)的具有代表性的高效率、多功能刀具[1]。鉆車刀一改以往刀具功能單一的不足,1把刀具可同時完成端面車削、鉆孔、內(nèi)孔車削和外圓車削4種高精度、高效率的加工方式,大大減少了加工時選刀、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)揮鉆車刀和數(shù)控機(jī)床的技術(shù)優(yōu)勢,筆者針對鉆車刀在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,總結(jié)出一套通用的鉆車刀使用技巧,顯著提高了加工效率。

2鉆車刀在數(shù)控加工中的優(yōu)勢

1)鉆車刀可同時完成端面車削、鉆孔、內(nèi)孔車削和外圓車削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)鉆車刀在鉆削平底孔時,1把刀可以完成普通加工時需要中心鉆、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,無需再進(jìn)行補(bǔ)充加工。3)鉆車刀可實(shí)現(xiàn)多階梯孔的鉆削、車削,并能鏜孔、倒角及偏心鉆孔。4)鉆車刀可加工精度為±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)鉆車刀鉆削時切屑多為短屑,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,縮短加工時間。6)在標(biāo)準(zhǔn)長徑比加工條件下,使用鉆車刀加工孔時無需退屑。7)鉆車刀為可轉(zhuǎn)位單刃刀具,刀片磨損后無需刃磨,更換較方便,成本低廉。8)使用鉆車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)使用鉆車刀技術(shù)不但能減少鉆削、車削刀具,而且因鉆車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,刀片上有4個切削刃,刀片磨損時可隨時更換切削刃進(jìn)行再切削,無需重新對刀,節(jié)省了大量磨削切削刃和更換刀具的時間,能平均提高生產(chǎn)效率6~7倍。

3鉆車刀在數(shù)控加工中的問題

1)刀片損壞過快,刀具容易折斷,使加工成本增加。2)加工時發(fā)出刺耳的噪聲,切削狀態(tài)不正常。3)機(jī)床抖動影響加工精度。4)鉆車刀在傾斜的表面上加工孔,容易造成刀具損壞。

4鉆車刀使用技巧

1)鉆車刀使用時對機(jī)床的剛性、轉(zhuǎn)速、刀具及工件的對中性要求較高,因此,鉆車刀適合在大功率、高剛性且高轉(zhuǎn)速的數(shù)控機(jī)床上使用。2)使用鉆車刀時,刀片應(yīng)選用韌性好、正前角的刀片。3)加工不同材料時,應(yīng)選用不同槽形的刀片,一般情況下,低進(jìn)給速度、公差小且鉆車刀長徑比大時,選用切削力較小的槽形刀片;反之進(jìn)行粗加工、公差大且鉆車刀長徑比小時,則選用切削力較大的槽形刀片[2]。4)使用鉆車刀時,一定要考慮機(jī)床主軸功率、鉆車刀裝夾穩(wěn)定性、切削液的壓力和流量,同時控制好鉆車刀的排屑效果,否則將在很大程度上影響孔的表面粗糙度和尺寸精度。5)裝夾鉆車刀時,一定要使鉆車刀中心與工件中心重合,誤差<0.1mm,并使鉆車刀垂直于工件表面。6)鉆車刀調(diào)整中心高時,每次只需將鉆車刀旋轉(zhuǎn)180°(調(diào)整好中心的鉆車刀鉆出的底平面會有1個0.1mm的凸起)。7)使用鉆車刀時,要根據(jù)不同的零件材料,選擇合適的切削參數(shù)(見表1)[3]。8)鉆車刀試切削時,一定不要因?yàn)楹ε露S意減小進(jìn)給量或降低轉(zhuǎn)速,否則會使鉆車刀刀片破損或損壞刀體。9)使用鉆車刀加工時,會出現(xiàn)各種問題,常見問題及對應(yīng)的解決方法見表2。10)使用鉆車刀加工階梯孔時,一定要先加工大孔,再加工小孔。11)鉆車刀使用時注意切削液要有足夠的壓力(>1000kPa),以便將切屑沖出。12)使用鉆車刀鉆孔時,可采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)以及刀具和工件同時旋轉(zhuǎn)的方式,但是當(dāng)?shù)毒咭跃€性進(jìn)給方式移動時,最常采用工件旋轉(zhuǎn)方式。13)鉆車刀刀片切削刃需要與工件中心處重合,否則會造成刀具損壞過快,刀具容易折斷,加工成本增加。14)鉆車刀鉆通孔,在即將鉆通時,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

采用以上鉆車刀的使用技巧,可有效解決使用鉆車刀進(jìn)行數(shù)控車削、銑削時經(jīng)常出現(xiàn)的問題,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。

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