鉆車刀在數(shù)控加工中的應(yīng)用技巧

鄒峰，張?zhí)鹛穑瑥垈?/p>

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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(huì)造成很多問題，達(dá)不到使用效果。在機(jī)械加工中，有一個(gè)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(shí)間增加。該難題已成為機(jī)械加工中提高生產(chǎn)效率的瓶頸問題。

圖1 鉆車刀

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(shí)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(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(duì)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(shí)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。

圖2 鉆車刀可實(shí)現(xiàn)的加工形式

2）鉆車刀在鉆削平底孔時(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90o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±0.05mm、表面粗糙度值Ra＝1.6mm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(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)長徑比加工條件下，使用鉆車刀加工孔時(shí)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＝3.2mm，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(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(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(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(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、公差小且鉆車刀長徑比大時(shí)，選用切削力較小的槽形刀片；反之進(jìn)行粗加工、公差大且鉆車刀長徑比小時(shí)，則選用切削力較大的槽形刀片[2]。

4）使用鉆車刀時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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(huì)有1個(gè)0.1mm的凸起）。

7）使用鉆車刀時(shí)，要根據(jù)不同的零件材料，選擇合適的切削參數(shù)（見表1）[3]。

8）鉆車刀試切削時(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)使鉆車刀刀片破損或損壞刀體。

表1 鉆削與車削不同材料的切削參數(shù)

9）使用鉆車刀加工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種問題，常見問題及對(duì)應(yīng)的解決方法見表2。

表2 鉆車刀加工中的問題及解決方法

10）使用鉆車刀加工階梯孔時(shí)，一定要先加工大孔，再加工小孔。

11）鉆車刀使用時(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(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

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(shí)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。